Despre cum sunt lucrurile astăzi, spune VG. Debabov.
Ideea principală a programului este de a folosi pentru pai, combustibil și alte deșeuri agricole pentru producerea de combustibili, materiale și reactivi, care acum trebuie să fie arse.
Întorcându-le în zaharuri ușor digerabile de microbi este dificilă deoarece principalul lucru este că plantele carbohidrați, celuloza, sunt asociate cu lignină și hemiceluloză într-un complex complex tridimensional. Prin urmare, una dintre sarcinile esențiale ale programului este modalitățile de a dezvolta descompunerea lignocelulozei, adică această împărțire a complexului în părțile sale componente.
Apoi, celuloza si hemiceluloza pot fi hidrolizate la zaharuri cu ajutorul enzimelor, in special cellulaselor. Tehnologiile pentru aceasta au fost deja dezvoltate, dar costul enzimelor rămâne ridicat. Pentru ao reduce este o altă sarcină importantă a programului. .. În plus, aveți nevoie pentru a crea infrastructura de colectare și stocare a biomasei, a stimula cererea de produse: materiale plastice biodegradabile, etanol, combustibil, etc. materiale specifice și nomenclatura substanțelor nu este definit - este un companii chimice și biotehnologie.
Producția de alcool din amidon nu este cea mai bună cale. Este mai bine să se producă din aceleași deșeuri de plante. Apropo, știm cu toții asta # 132; Vodka este condusă din rumeguș # 147; - hidroliza. Producția de hidroliză (zaharificarea deșeurilor lemnoase cu ajutorul acidului fierbinte sulfuric) a existat în URSS și există în Rusia până în prezent. Cu toate acestea, în restul țărilor de hidroliză, fabricile au fost închise din cauza nerentabilității din anii '60 ai secolului trecut: alcoolul # 132; din rumeguș # 147; a devenit mai scump decât din cereale.
O altă substanță importantă, în care americanii sunt implicați, este acidul lactic. Procesul este simplu: amidonul de porumb este zaharificat și se produce un sirop de glucoză. Fermentația, adică producția de acid lactic, se duce în aparate sterile uriașe, o mie pe metru cub, unde sunt microbi, apă, săruri minerale și unde este hrănit glucoza. În timpul zilei se obține acidul lactic Deseuri - biomasă microbiană și fluid cultural. Acestea sunt uscate, iar animalele se hrănesc cu un solid, în timp ce se utilizează îngrășăminte lichide. Substanțe toxice, nu există xenobiotice, totul este natural. Există facilități de tratare, dar nu la fel de complexe ca în fabricile chimice.
Fir și tricotaje din fibre polimerice
Un film pentru ambalare și fibre pentru fabricarea firelor, frânghiilor și hainelor poate fi fabricat din polilactat biodegradabil
În plus, în SUA, planta este lansată pentru a produce 1,3-propandiol. Aceasta este o substanță copolimerizată cu acid tereftalic și polimerul este denumit după # 132; Soran # 147; acoperișuri și tapițerii pentru scaune în mașini. În lume se produc aproximativ 3-5 milioane de tone. Substanța este costisitoare - opt dolari pe kilogram. Și în natură există microbi care pot crește pe glicerol și pot da 1,3-propandiol, totuși randamentul său este scăzut. Ei au lucrat cu ei și au obținut un randament decent, cu toate acestea, pe glicerină aceste bacterii nu sunt profitabile - este foarte scump. Și aici sunt oamenii de știință ai companiilor # 132; Genencore # 147; și # 132; Dow Chemical # 147; pentru câțiva ani a creat tulpina de inginerie genetică, care poate crește pe glucoză și sintetizează 1,3-propandiol. Au luat gene de drojdie, care produc glicerina, gene de bacterii care pot converti glicerol la propanediol, și totul este adunat într-o bacterie - in E. coli. A fost lansată o instalație pilot, iar costul propandiolului pentru biotehnologie este de aproximativ 2,5 dolari pe kilogram, adică este de trei ori mai ieftin decât cel chimic. În general, biotehnologia câștigă aici chimie. În timp ce capacitatea instalației nu este foarte mare - zeci de mii de tone, dar este clar că această producție va crește și propandiolul nu va deveni propilenă, ci de materii prime regenerabile.
În mod special, lucrarea a fost activată pe polihidroxialcani. Este bine cunoscut faptul că multe bacterii, în cazul în care au o mulțime de carbon, dar nu suficient de fosfor sau azot, pentru a amâna începe stocul de carbon - sintetiza polihidroxibutirat, polyhydroxyvalerate și alți acizi hidroxi, planta stabili cum ar fi amidonul sau noi - glicogen în ficat. Acestea sunt polhidroxialcanații depuși în bacterii sub formă de granule, care pot fi izolate. Ei se topesc, adică se comportă ca niște materiale plastice obișnuite și sunt buni în a trage firele din ele, în rulouri - în general, prin metode standard. În condiții bune de polhidroxibutirat este de până la 80% din masa celulară. Zece ani în urmă zece firme englezești # 132; ICI # 147; instalația a lansat o producție de plastic, cum ar fi biopolul, din care sunt făcute sticlele și filmele. Cu toate acestea, acest material plastic este scump: costă între 5 și 8 dolari pe kilogram, iar polietilena - mai puțin de un dolar. Puterea plantei este de mii de tone. Și deși lucrează în Anglia, biopolul nu a fost folosit oriunde mulți ani, cu excepția Germaniei, deoarece există o lege prin care producătorii de polietilena plătesc pentru poluarea mediului. Se crede că acesta este încă aruncat mai târziu și trebuie plătit de cel care produce ambalajele, și nu de cel care îl aruncă. Și dacă plastic de presă biodegradabile, atunci, dimpotrivă, vă dau subvenții.
De fapt, polihidroxialcaniții nu sunt numai polihidroxibutirați și polihidroxvalerați. Există compuși ca 12 sau 14 atomi de carbon, aceștia sunt utilizați ca adezivi. Inginerii genetici au lucrat împreună cu tulpini de microbi, acești compuși producătoare. Interesul pentru polihidroxialcani este în creștere, motiv pentru care petrolul și gazul au crescut în preț și, prin urmare, polietilenă. În America, gazul a devenit de trei ori mai scump decât în Japonia sau Europa. O treime din capacitatea de producție este polietilena în SUA.
Polhidroxialconatele produc # 132; ICI # 147; în Anglia, # 132; Asahi Chem # 147; în Japonia, # 132; Bayer # 147; în Coreea. Cele mai recente evoluții științifice au făcut-o mai ieftină, iar acum va costa aproximativ 2-3 dolari, iar polietilena a ieșit în jumătate, că sunt pe cale să fie egale. În unele țări există deja producție pilot, iar producția în masă începe din materii prime regenerabile. Și aici vine chimia naturală!
Și în Rusia se lucrează la producerea polhidroxibutiratului: există tulpini la Institutul de Biochimie din Moscova. AN Bach. Pushchino - la Institutul de Biochimie si Fiziologie de Microorganisme, Krasnoyarsk - Institutul de Biofizică, în care obținerea polihidroxibutiratul dezvoltat pe baza de bacterii folosind hidrogen. Dar acestea sunt numai studii de laborator.
# 132; Genencore # 147; asupra producerii acidului beta-hidroxipropionic bun este un monomer pentru poliesteri. Microbii o fac, iar toate genele necesare pentru aceasta sunt cunoscute. Genele de inginerie genetică cu aceste gene au fost deja obținute, există brevete, dar randamentul nu este foarte mare și nu este profitabil din punct de vedere economic să-l producă încă.
Cu ajutorul sintetizării microorganismelor și a altor substanțe - materii prime pentru chimie organică. În Statele Unite, s-au dezvoltat scheme în care 40-50 de substanțe chimice de bază pot fi obținute din două acizi: lactic și chihlimbar. Prin deshidratarea acidului lactat se obține acrilic; în alte procese - tetrahidrofuran și alți compuși. Instalații experimentale pentru producerea de acid succinic.
Claude Monet nu credea că ar fi posibil să se facă reactivi chimici din paie
Prelucrarea biomasei, combustibilul obținut de alcool, desigur, nu rezolvă întreaga problemă energetică, chimie, deoarece consumă doar 10% ulei, iar restul arde. Permiteți-le să înlocuiască biomasa cu un sfert din materia primă și până la jumătatea secolului, poate chiar jumătate, dar acesta este doar 5% din petrolul consumat astăzi. Combustibilul va înlocui alcoolul cu 3-5% din benzină, dar acest lucru nu va rezolva problemele energetice. Dar este bine din punct de vedere ecologic: mai puțin CO2 este eliberat. materiile prime sunt eliminate și nu ard, nu există emisii toxice.
Chimistii traditionali nu rezista # 132; chimia albă # 147; dimpotrivă, ei înșiși o dezvoltă. De exemplu, specialiștii din sectorul lactatelor au construit # 132; Dow Chemical # 147; și # 132; Cargill # 147; - cea mai mare companie angajată în comerțul cu cereale și prelucrarea acesteia în amidon, melasă, ulei și alte produse. # 132; Cargill # 147; furnizează materii prime, a # 132; Dow Chemical # 147; - polimeri. Uzina de 1,3-propandiol a fost construită # 132; DuPont # 147; care produce fire pentru covor.
Industria microbiologică intră acum pe primul loc în ceea ce privește rata de creștere a diferitelor biotehnologii. Vorbim deja despre cel de-al treilea val biotehnic al revoluției. Primul val - medicamente: insulina, hormonul de creștere și alte substanțe, al doilea - plantele cu inginerie genetică care cuceri lumea și a treia - microbiologia.
Dezvoltare și producție tradițională: aminoacizi, polizaharide, vitamine, carotenoide. Vitamina B2 nu mai este sintetizată chimic, ci este produsă cu ajutorul microbilor. Cu câțiva ani în urmă, în Germania, a fost lansată o plantă la 3 mii tone, # 132; Bayer # 147; a deschis o uzină similară în Coreea. Vitamina C produce aproape complet microbii - a rămas doar o etapă: oxigenarea oxigenului de aer sau de mangan. Dar acest lucru nu este practic chimie.
Glutamatul fabrică sodiu 1,2 milioane de tone, prețul său fiind de 1,3 dolari pe kilogram, iar conversia este de 60%, adică de la 1 kg, glucoza este obținută cu 600 g glutamat de sodiu. Unii aminoacizi au scăzut în preț, probabil că vor fi cum să folosească materii prime pentru polimeri. De exemplu, dacă decarboxilați lizina, obțineți hexametilendiamină, din care puteți face un capron cu un cost pe dolar de aproximativ un kilogram.
Cassava este cultivată în diferite țări. Nu numai că este consumată, ci și folosită ca materie primă în industria microbiologică
# 132; Chimie albă # 147; se dezvoltă în multe țări. Foarte importantă este valoarea materiilor prime și, prin urmare, se construiesc fabrici în Thailanda, Brazilia, unde zaharurile ieftine. În Brazilia, zahărul este stors din suc de trestie, iar microorganismele sunt cultivate pe el. Reziduurile sunt încălzite, astfel că nu este nevoie aproape de energie și totul este foarte ieftin. În Thailanda, planta foloseste cassava (este cassava). cultivați în America Latină și în Africa și în țările tropicale din Asia. El are rădăcini mari, în care 60% din amidon, dar cresc în doi ani. Fermierii locali taie tulpina, se taie în bucăți, apoi se blochează în pământ și cresc. Și culturile de rădăcini sunt sapate și consumate sau utilizate în industrie. Și ieftin și util.
În Rusia, lucrurile sunt mai rele. Pentru a construi o fabrică biotehnologică poate fi o singură companie majoră, dar nu avem firme de chimie atât de puternice # 132; Dow Chemical # 147; de exemplu, sau # 132; DuPont # 147; Acest lucru ar putea fi gestionat de companiile petroliere, de gaze sau de energie, care acum acumulează fonduri uriașe.
Ar fi posibil să se dezvolte această ramură și într-un alt mod, de exemplu, condițiile de creare a unor mari firme străine pentru muncă. Ar putea deschide fabrici la primirea siropurilor de glucoză din cereale și din lemn. O astfel de producție este deja înființată în regiunea regiunii Tula # 132; Cargill # 147; În general, aș dori să văd eforturile coordonate ale giganților noștri energetici și ale guvernului pentru dezvoltare # 132; chimie albă # 147; Dar acest vis este încă un vis, ca de obicei se degradează chimia, și agricultura - totul, exporturile, cu excepția materiilor prime.
Industria microbiologică se poate dezvolta cu succes în Rusia. Avem o mulțime de spațiu, apă proaspătă, cereale, paie, lemn, care pot fi prelucrate, în timp ce și energie mai ieftin decât în China, Europa și Statele Unite - ca și în cazul în care există ceva pentru # 132; chimie albă # 147; Nu există nici o dorință.
# 132; Chimia și viața - secolul XXI # 147;
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: