ईएसयूएन के केविन यांग: पीएलए रासायनिक पुनर्चक्रण का तकनीकी मार्ग, लाभ और भविष्य का बाज़ार

2006 में, तकनीक के खुले स्रोतीकरण के साथ, यूरोप और अमेरिका में 3D प्रिंटिंग (एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग) ने गति पकड़नी शुरू कर दी। हालाँकि, उस समय चीन में 3D प्रिंटिंग अभी भी एक बहुत ही विशिष्ट अनुसंधान क्षेत्र था, और विमान निर्माण जैसे औद्योगिक क्षेत्रों में इसके अनुप्रयोग अभी शुरू ही हुए थे।

पॉलीलैक्टिक एसिड (PLA) एक प्रकार का पॉलिएस्टर है जो मक्का, कसावा, गन्ना या चुकंदर से प्राप्त किण्वित पादप स्टार्च से बनता है। इन नवीकरणीय पदार्थों में मौजूद शर्करा को लैक्टिक एसिड में किण्वित किया जाता है, जिसे बाद में पॉलीलैक्टिक एसिड (PLA) में बहुलकित किया जाता है।

eSUN की स्थापना 2002 में हुई थी और शुरुआत में यह लैक्टेट एस्टर, पॉलीलैक्टिक एसिड (PLA), और पॉलीकैप्रोलैक्टोन (PCL) जैसे उत्पादों के अनुसंधान और विकास में विशेषज्ञता रखती थी। पाँच वर्षों के संचय के बाद, eSUN ने अपने मुख्य विकास क्षेत्रों में से एक के रूप में 3D प्रिंटिंग सामग्रियों पर ध्यान केंद्रित करने का निर्णय लिया। 2007 में, यह दुनिया की पहली कंपनी बन गई जिसने व्यावसायिक रूप से पॉलीलैक्टिक एसिड 3D प्रिंटिंग सामग्री लॉन्च की और बाद में "eSUN" ब्रांड की स्थापना की, जो अब 3D प्रिंटिंग सामग्रियों के लिए विश्व स्तर पर प्रसिद्ध ब्रांडों में से एक बन गया है। 2006 में, कंपनी ने पॉलीलैक्टिक एसिड के पुनर्चक्रण और उच्च-मूल्य पुन: उपयोग पर अनुसंधान शुरू किया।

एक ओर, eSUN ने अपने उत्पाद अनुप्रयोगों का क्षैतिज विस्तार किया है; दूसरी ओर, इसने ऊर्ध्वाधर रूप से भी अपने प्रयासों को गहरा किया है, तथा पॉलीलैक्टिक एसिड के लिए एक हरित बंद-लूप औद्योगिक श्रृंखला बनाने का प्रयास किया है।

2013 में, eSUN ने शियाओगान, हुबेई में एक स्व-विकसित "5,000 टन प्रति वर्ष रासायनिक पुनर्चक्रण लैक्टाइड उत्पादन लाइन" की स्थापना की, जिसने शुरू में एक हरित बंद-लूप तकनीकी प्रणाली बनाई - सामग्री संश्लेषण और संशोधन से लेकर अनुप्रयोग, उपोत्पाद प्रसंस्करण और बहुलक रासायनिक पुनर्चक्रण तक।

दिसंबर 2023 में, eSUN ने हेंगटियन चांगजियांग बायोमटेरियल्स कंपनी लिमिटेड (जिसे आगे "हेंगटियन चांगजियांग" कहा जाएगा) में 51.265% इक्विटी हिस्सेदारी का अधिग्रहण पूरा कर लिया, जो eSUN के क्षैतिज अनुप्रयोग विकास और ऊर्ध्वाधर औद्योगिक श्रृंखला विस्तार में एक और महत्वपूर्ण मील का पत्थर है।

अब, हेंगटियन चांगजियांग बायोमटेरियल्स कंपनी लिमिटेड, जो मुख्य रूप से पॉलीलैक्टिक एसिड फाइबर और संबंधित उत्पादों के अनुसंधान एवं विकास तथा उत्पादन पर केंद्रित है, का आधिकारिक नाम बदलकर ईसनफाइबर (सूज़ौ) कंपनी लिमिटेड (जिसे आगे "ईसनफाइबर" कहा जाएगा) कर दिया गया है। इस अधिग्रहण के माध्यम से, ईसन ने चार प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्रों—बायोमेडिकल, 3डी प्रिंटिंग, पर्यावरण-अनुकूल फाइबर और टिकाऊ पैकेजिंग—में अपनी रणनीतिक रूपरेखा पूरी कर ली है, साथ ही पॉलीलैक्टिक एसिड के लैक्टाइड में रासायनिक पुनर्चक्रण से लेकर पॉलीलैक्टिक एसिड फाइबर के प्रत्यक्ष मेल्ट स्पिनिंग तक, अपनी हरित क्लोज्ड-लूप औद्योगिक श्रृंखला को और मज़बूत किया है।

"औद्योगिक श्रृंखला के अग्रभाग में, हमने शियाओगान, हुबेई में 5,000 टन/वर्ष क्षमता वाली लैक्टाइड संश्लेषण सुविधा का निर्माण किया है। लैक्टिक अम्ल को कच्चे माल के रूप में उपयोग करने के अलावा, हम पुनर्चक्रित पॉलीलैक्टिक अम्ल से भी लैक्टाइड का उत्पादन कर सकते हैं। औद्योगिक श्रृंखला के पश्चभाग में, ईसन न्यू मटेरियल्स पॉलीलैक्टिक अम्ल रेशों के उत्पादन के लिए लैक्टाइड को कच्चे माल के रूप में उपयोग करता है। इस प्रकार, हमने तकनीकी स्तर पर पूरक लाभ प्राप्त करते हुए औद्योगिक श्रृंखला के भीतर अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम संबंध स्थापित किए हैं," केविन यांग ने कहा।

यूरोपीय प्लास्टिक के अनुसार, 2021 में, बायोडिग्रेडेबल सामग्रियों की वैश्विक कुल उत्पादन क्षमता 1.553 मिलियन टन थी, जबकि इसी अवधि में प्लास्टिक उत्पादों का वैश्विक उत्पादन 390 मिलियन टन तक पहुंच गया।

यह विशाल अंतर बाजार में अपार संभावनाओं को दर्शाता है।

प्लास्टिक प्रतिबंधों और प्रतिबंधों की वैश्विक समयसीमा में लगातार हो रही वृद्धि के बीच, पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए), जो सबसे आशाजनक जैव-निम्नीकरणीय पदार्थों में से एक है, ने हाल के वर्षों में वैश्विक क्षमता विस्तार चक्र में प्रवेश किया है। 2020 से, टोटलएनर्जीज़ कॉर्बियन और नेचरवर्क्स जैसी अंतरराष्ट्रीय कंपनियाँ, साथ ही फेंगयुआन ग्रुप, हिसुन बायोमटेरियल्स, जिंदन टेक्नोलॉजी, किंगफा साइंस एंड टेक, और वानहुआ केमिकल जैसी घरेलू कंपनियाँ, इस उभरते क्षेत्र में विकास के अवसरों का लाभ उठाने के लिए सक्रिय रूप से उत्पादन क्षमता का विस्तार कर रही हैं।

यांग यिहु का मानना ​​है कि यद्यपि कच्चे माल की उत्पादन क्षमता तेजी से बढ़ रही है, फिर भी डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोग अभी भी नई आपूर्ति को अवशोषित करने के लिए पूरी तरह से तैयार नहीं हो सकते हैं।

यांग यिहु ने कहा, "हमारा आकलन है कि अपस्ट्रीम पीएलए उत्पादन क्षमता तेज़ी से बढ़ रही है, लेकिन अगर डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोग अविकसित रहे, तो बाज़ार कच्चे माल की आपूर्ति में इतनी तेज़ी से तालमेल बिठाने में मुश्किल का सामना कर सकता है।" उन्होंने आगे कहा, "दरअसल, 2006 की शुरुआत में ही, हमने डाउनस्ट्रीम पीएलए अनुप्रयोगों के विकास और उपभोक्ता-पश्चात अपशिष्ट के रासायनिक पुनर्चक्रण की संभावनाओं पर ध्यान केंद्रित करना शुरू कर दिया था, जिसका उद्देश्य उद्योग के विकास में कमज़ोर कड़ी को मज़बूत करना था। 3डी प्रिंटिंग के अलावा, हमने रणनीतिक रूप से बायोमेडिकल, पर्यावरण-अनुकूल रेशों और जैव-निम्नीकरणीय उत्पादों में भी विस्तार किया है, जिससे चार प्रमुख अनुप्रयोग खंड बन गए हैं।"

"हाल के वर्षों में, वैश्विक प्लास्टिक प्रतिबंधों और प्रतिबंधों के साथ-साथ बायोमटेरियल—विशेषकर पीएलए तकनीक—की बढ़ती परिपक्वता के साथ, पर्यावरण के अनुकूल बायोडिग्रेडेबल सामग्रियों का बाज़ार धीरे-धीरे विस्तारित हुआ है। हमने इस क्षेत्र में अनुप्रयोग विकास के लिए और अधिक प्रयास किए हैं। आज, हमारे डिस्पोजेबल बायोडिग्रेडेबल उत्पाद और इको-फाइबर उत्पाद 3D प्रिंटिंग सामग्रियों के बाद दूसरे सबसे बड़े विकास चालक बन गए हैं, और रासायनिक पुनर्चक्रण के माध्यम से उत्पादित हमारे लैक्टेट एस्टर उत्पादों ने भी तेज़ी से विकास हासिल किया है। प्रमुख घरेलू फोटोरेसिस्ट निर्माता हमारे इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड लैक्टेट एस्टर का उपयोग कर रहे हैं। हालाँकि मात्रा अभी भी कम है, लेकिन अनुप्रयोग की संभावनाएँ आशाजनक हैं," केविन यांग ने बताया।

अपशिष्ट PLA को रासायनिक या यांत्रिक प्रक्रियाओं द्वारा पुनर्चक्रित किया जा सकता है। हालाँकि अपशिष्ट में संदूषक हो सकते हैं, PLA को थर्मल डीपोलीमराइज़ेशन या हाइड्रोलिसिस द्वारा रासायनिक पुनर्चक्रण द्वारा मोनोमर्स का उत्पादन किया जा सकता है, जिनका उपयोग नए PLA के निर्माण में किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, PLA को ट्रांसएस्टरीफिकेशन द्वारा रासायनिक रूप से पुनर्चक्रित करके मिथाइल लैक्टेट का उत्पादन किया जा सकता है।

केविन यांग ने आगे कहा, "हमारा स्वामित्व वाला एक्स-कॉन्फ़िगरेशन सह-उत्पादन नवाचार मॉडल विविध कच्चे माल स्रोतों और अंतिम उत्पादों को सक्षम बनाता है, जिससे उत्पादन लाइन का लचीलापन बढ़ता है, सिस्टम दक्षता में सुधार होता है, और ऊर्जा की खपत और लागत कम होती है।" "हम लैक्टाइड का उत्पादन लैक्टिक अम्ल या पुनर्चक्रित पीएलए से कर सकते हैं, जिसे बाद में विभिन्न जैव-सामग्रियों में बहुलकित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, पुनर्चक्रित पीएलए को फीडस्टॉक के रूप में उपयोग करते समय, उच्च-शुद्धता वाले लैक्टाइड को पीएलए, पॉलीकैप्रोलैक्टोन (पीसीएल), या पॉलीओल्स में और बहुलकित किया जा सकता है, जबकि कम-शुद्धता वाले उप-उत्पाद इथेनॉल के साथ अभिक्रिया करके रासायनिक रूप से शुद्ध लैक्टेट एस्टर बना सकते हैं। वैकल्पिक रूप से, उच्च-ऑप्टिकल-शुद्धता वाला लैक्टाइड सीधे उच्च-शुद्धता वाले लैक्टेट एस्टर के लिए कच्चे माल के रूप में काम कर सकता है।"

2012 में, छह साल के समर्पित अनुसंधान एवं विकास के बाद, eSUN ने आधिकारिक तौर पर पेटेंट के लिए आवेदन दायर किया"पुनर्नवीनीकृत पॉलीलैक्टिक एसिड से परिष्कृत लैक्टाइड तैयार करने की एक विधि", जिसे 2014 में सफलतापूर्वक प्रदान किया गया था। यह अभूतपूर्व तकनीक—विश्व स्तर पर अपनी तरह की पहली—पुनर्नवीनीकृत PLA से उच्च-ऑप्टिकल-शुद्धता वाले लैक्टाइड की पुनर्प्राप्ति को सक्षम बनाती है, जबकि उप-उत्पादों को विभिन्न लैक्टेट एस्टर बनाने के लिए पुन: उपयोग किया जा सकता है। इसने जैव-आधारित अपघटनीय सामग्रियों के पुनर्चक्रण और पुन: उपयोग की विश्वव्यापी चुनौती का समाधान किया, औद्योगिक श्रृंखला के बंद लूप को पूरा किया और एक"हरा गोलाकार"अर्थव्यवस्था।

इस बीच, हाल के वर्षों में विघटित प्लास्टिक के अपर्याप्त जीवनकाल निपटान के मुद्दे को तेज़ी से मान्यता मिल रही है। एक अध्ययन के अनुसारपर्यावरणीय प्रभाव आकलन और विघटनीय प्लास्टिक के लिए नीति समर्थन पर शोध रिपोर्टसिंघुआ विश्वविद्यालय और सिनोपेक द्वारा संयुक्त रूप से जारी,चीन का 96.77% बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक या तो जला दिया जाता है या लैंडफिल में फेंक दिया जाता है,3.1% पर्यावरण में रिसाव, और केवल0.007% विशिष्ट जैव-निम्नीकरण सुविधाओं में प्रवेश करते हैंपूर्ण विघटन के लिए.

यूरोपीय आयोग के2021 एकल-उपयोग प्लास्टिक (एसयूपी) निर्देशएकल-उपयोग वाले प्लास्टिक उत्पादों में ऑक्सीडेटिव रूप से विघटित, जैव-निम्नीकरणीय और कम्पोस्टेबल प्लास्टिक पर प्रतिबंध लगा दिया गया है।2022 पैकेजिंग और पैकेजिंग अपशिष्ट (पीपीडब्ल्यू) विनियमनआदेश है कि2030 तक सभी पैकेजिंग पुनर्चक्रण योग्य या पुनः प्रयोज्य होनी चाहिए। एजीवन-अंत वाहनों (ईएलवी) विनियमों के लिए 2023 का प्रस्तावइसके अलावा यह भी आवश्यक है किनए वाहनों में कम से कम 25% पुनर्नवीनीकृत प्लास्टिक होता है, सामग्री के उपयोग में चक्रीयता पर जोर दिया गया।

ये नीतियाँ दर्शाती हैं कि यूरोपीय संघ प्लास्टिक में कमी, चक्रीयता और पुनर्चक्रण की अवधारणाओं की वकालत कर रहा है। हालाँकि, इन नियमों के कार्यान्वयन से बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक निर्माताओं की विस्तार योजनाओं में भी बाधा आ सकती है, जिससे यह प्रश्न उठता है:क्या बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक का अभी भी कोई भविष्य है?

केविन यांग का मानना ​​है कि कार्बन तटस्थता की पृष्ठभूमि में, पीएलए की जैव-आधारित उत्पत्ति सार्थक और मूल्यवान बनी हुई हैइसलिए, अब ध्यान PLA के लाभों का लाभ उठाने की ओर होना चाहिएकार्बन पृथक्करण और पर्यावरण मित्रता.

एक ओर, प्रयास किए जाने चाहिएटिकाऊ पीएलए उत्पादों का विकास और प्रचार करनाजैसे, लंबे समय तक चलने वाली पीएलए स्टेशनरी या हाई-ग्लॉस पीएलए सिरेमिक जैसे कप। दूसरी ओर,उपयोग के बाद पुनर्चक्रण और पुन: उपयोग को प्राथमिकता दी जानी चाहिए.

"तकनीकी दृष्टिकोण से, पीएलए की रासायनिक रीसाइक्लिंग, पीईटी या टीपीयू जैसे अन्य प्लास्टिक की तुलना में लाभप्रद है।"यांग यिहु ने समझाया।"पीएलए में केवल एक मोनोमर—लैक्टाइड—होता है, इसलिए पुनर्चक्रण के बाद, एक सीधी शुद्धिकरण प्रक्रिया के माध्यम से उच्च-शुद्धता वाला लैक्टाइड प्राप्त किया जा सकता है। आर्थिक रूप से, पुनर्चक्रित पीएलए स्टार्च या चीनी-आधारित फीडस्टॉक्स का आंशिक रूप से स्थान ले सकता है, जिससे पीएलए कच्चे माल और खाद्य संसाधनों के बीच भविष्य की प्रतिस्पर्धा कम हो सकती है।"