Торговая площадка   Каталог компаний   Новости законодательства   Аналитика   Технологии и оборудование  
Журнал "Деловой лес" Для руководителей | Размещение баннеров и статей

Вход в систему

Логин
Пароль

Напишите, для регистрации

Статистика

Компаний: 1590
Пользователей: 2863

Реклама на сайте

Информеры Информеры
Главная страница » Технологии и оборудование

Олег Ломовский: Добавлять сахар в навоз – абсурдно (биотехнологии)

Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН получил грант Федеральной целевой программы по биотехнологиям на исследование биокаталитических механоферментативных реакций деполимеризации и гидролиза полисахаридов в составе непищевого биовозобновляемого сырья. О значении и перспективах этих работ рассказывает заместитель директора ИХТТМ СО РАН доктор химических наук Олег Иванович Ломовский.

- Необычность прецедента  заключается в том, что мы – институт прежде всего химического профиля, но выиграли конкурс на получение биотехнологического гранта. В нем участвовало 12 претендентов, гранты же достались  только четырем организациям, в том числе и нашей. Мы развиваем новую тему – механохимии растительного сырья, которая имеет много приложений в самых разных областях. Это сырье привлекательно в длительной перспективе, поскольку является бесконечно возобновляемым. Подходов к его использованию много: одни занимаются его переработкой в так называемых ионных жидкостях, другие исследуют возможности использования органических растворителей. Мы же – единственные, кто работает с растительным сырьем не в жидкой, а в твердой фазе. В этом наша уникальность. ИХТТМ – единственный механохимический институт в России,  а в мире есть только еще один, в Южной Корее, созданный с нашим участием.

Да и сама механохимия, как новое научное направление, зародилась в нашей стране, в Сибирском отделении,  лет 40-45 назад в тесном сотрудничестве с учеными Германии, тогда Восточной. Сначала механохимия занималась переработкой прежде всего минерального сырья, а в последнее время ее интересы распространились и на биологические ресурсы.

 

- В определении темы гранта есть определение «непищевое сырье». Можно ли назвать его ключевым?

 

- Да. Цель большинства исследований по переработке растительного сырья – это получение топлива, в частности, биоэтанола. Для этого исходный материал нужно сделать пригодным для питания бактерий. Всё, что сделано до настоящего времени, вплоть до промышленного получения биоэтанола (например, в Бразилии), построено на использовании сырья пищевого назначения – сахарного тростника, других питательных культур. Проблема в том, чтобы получить биоэтанол из непищевых клеточных материалов, прежде всего, из лигноцеллюлозных. Это опилки и другие отходы деревообработки, это «побочные продукты» агротехнологий – солома, стебли, шелуха множества сельскохозяйственных культур. Разделение исходного сырья на пищевое и непищевое является принципиальным с глобальной точки зрения. На планете не решена проблема голода, и использование питательной основы для обеспечения топливом одного миллиарда людей из всего населения планеты не представляется возможным. Поэтому происходит повсеместный переход от сахаров и крахмалов к изучению возможностей переработки лигноцеллюлозы, содержащейся прежде всего в сельскохозяйственных отходах.

 

- Намного ли это сложнее?

 

- Значительно сложнее, потому что целлюлоза находится в комплексе с лигнином.  Этот полимер препятствует переработке целлюлозы в этанол традиционными методами, и чем больше лигнина в составе исходного сырья, тем ситуация хуже. Чтобы было понятно, хлопок – почти стопроцентная целлюлоза. Но никому в голову не придет пускать на топливо это ценнейшее для ряда отраслей  сырье. Дальше идут отходы растительных культур, в них содержание целлюлозы уже 25%  и 10% - лигнина. В древесине же этих компонентов приблизительно поровну, по 20-30 процентов. Если с целлюлозой научились работать хорошо, то «лигниновая проблема» на уровне технологий пока не решена. Можно пойти по пути расширения сырьевой базы за счет непищевых культур с высоким содержанием целлюлозы и низкой долей лигнина, например, мискантуса, но для этого приходится создавать новые сельскохозяйственные производства.

 

- Тогда какие решения видятся на пути преодоления «лигнинового барьера»?

 

- Мы уже начали работать с теми видами сырья, в которых сравнительно высоко содержание лигнина. Прежде всего, это сельскохозяйственные отходы: солома, стебли кукурузы и многое другое. С древесиной сложнее, поскольку, кроме лигнина, она содержит трудноудаляемые смолы. Та стадия, на которой мы находимся, выглядит следующим образом: мы хорошо отработали в лабораторных условиях выделение целлюлозы из сырья с содержанием лигнина порядка 10% и дальнейшее получение биоэтанола. В подмосковной Медыни уже фактически построен опытный заводик с производительностью 100 килограмм в час, но сейчас его  из собственности  более зажиточной Москвы передали в Калужскую, и непонятно, насколько там эта установка будет востребована в дальнейшем. Но, полагаю, ситуация не тупиковая, поскольку есть желающие продолжить работы. В дальнейшем мы планируем  поэтапно переходить на растительное сырье со все большим и большим содержанием лигнина.

 

- Насколько велик грант ФЦП по биотехнологиям, на какой срок он получен?

 

- 8 миллионов рублей на два года. В нашей практике были зарубежные заказы на существенно большие суммы.

 

- Какие результаты вы предполагаете?

 

- Работая на таком распространенном сырье, как солома кукурузы и пшеницы, мы намерены добиться доступности для питания бактерий до 90% содержащихся в них целлюлозы и глюкозы. По сути, это движение по пути к биотопливу третьего поколения.

Первое поколение – хорошо известные спирты из картофеля, крахмала, зерна  и прочего пищевого сырья. Даже чисто топливные спирты, используемые в Бразилии, как я уже сказал, производятся на основе сахарного тростника. Биотопливо второго поколения тоже хорошо известно, технологию его получения на Западе кое-где называют «русским процессом». Это кислотный гидролиз лигноцеллюлозосодержащего сырья. Гидролизный спирт начали получать еще лет 150 назад, но у этого производства есть два недостатка. Во-первых, используются сильные кислоты – серная, соляная, - и уходящий в отходы лигнин оказываются ядовитым, приблизительно как при производстве бумаги. Вторая проблема: гидролизный спирт не подарок, внутрь его употреблять не рекомендуется. С учетом особенностей национального менталитета и традиций, топливо, хотя бы как-то ассоциируемое со словом «спирт» не должно причинять вреда при попадании в организм человека. Мы работаем над основами получения биотоплива третьего поколения – тоже гидролизного, но гидролиз здесь не кислотный, а ферментативный (также этот метод называют энзиматическим гидролизом). Задача номер один, которую нам предстоит решить – это адаптация метода ферментативного гидролиза к сырью со сравнительно большим содержанием лигнина.

 

Несколько иное направление, на котором успех видится ближе – это использование соответствующим образом растительного сырья в биотанках – устройствах по производству газа. Биогаз сегодня – это популярная тема, в прошлом году только в Германии было запущено порядка 1200 малых установок по производству биогаза. Но проблема заключается в том, что бактерий-производителей биогаза там приходится подкармливать еще и сахаром, иначе они непродуктивны. Добавлять сахар в навоз, согласитесь, довольно абсурдно. С московскими коллегами мы занимаемся поисками способов  получения биогаза, полностью исключающих использование пищевого сырья. Будем помнить, что газ – это такое же топливо, что и этанол. Причем расчеты показывают, что при производстве биоэтанола реализуется около 50% изначальной энергетической ценности растительного сырья, а при получении биогаза – около 98%.

 

- Что, выражаясь обиходно, можно будет «потрогать руками»?

 

- Мы создаем основы технологии получения порошка из растительного сырья – порошка, сразу пригодного для питания микроорганизмов. В одном варианте,  поставив почти стандартный спиртзавод, из этого порошка можно будет производить  биоэтанол, а в другом, просто засыпая в биотанки  –  получать биогаз. Этот продукт заведомо востребован на рынке. Поскольку исходное сырье не везде скапливается в больших количествах, мы планируем разработать автономную контейнерную установку. Она могла бы приезжать на поле или на ферму, в любое хозяйство, подключиться к электросети, переработать имеющееся сырье, запаковать готовый порошок и увезти его потребителю – точнее, производителю биогаза или этанола.

 

Однако хочу заметить, что «продукция» академического исследовательского центра, каковым является наш институт – это новые знания и принципиальные решения на их основе. Мы не технологическая компания, которая предлагает комплекты чертежей или опытные производственные линии в сборе, хотя нам и приходится иногда так поступать. Поэтому я не вполне приветствую схему, по которой руководство той или иной государственной программой напрямую инициирует конкуренцию институтов – было бы разумнее делегировать это Академии наук. По видимому, участие профильных специалистов в распределении государственных инновационных финансовых потоков становится настоятельным требованием времени.


Лечение наркомании цели недобровольного альтернативного Лечения.