Биосырьё: современная база для снижения отрицательного влияния заводов красок на экологические параметры окружающей среды.

Одно из наиболее актуальных направлений развития современной науки призвано радикальным образом снизить отрицательное влияние производственных процессов производства краски на экологические параметры окружающей среды.

Кроме того, в сферу «Зеленой химии» попадают также действия, связанные с модернизацией любых промышленных процессов, если целью подобной модернизации является защита экологии.

Так, к числу подобных действий относят, в частности, применение биокатализа.

Основополагающие принципы «Зеленой химии» предусматривают решение проблемы скрупулезного отбора базовых материалов, а также исключение использования в процессе производства вредных компонентов.

На современном этапе могут быть выделены важнейшие направления развития научных знаний, связанные:

• с новыми методами синтеза (традиционно к их числу относят реакции с использованием катализаторов);

• с возобновляемыми базовыми реагентами;

• с применением ионных и сверхкритических жидкостей вместо стандартных растворителей.

Однако, по-прежнему, ключевое значение биотехнологии имеют при создании разнообразных химических продуктов из возобновляемых материалов (в том числе, из биомассы растений – лигноцеллюлозы и крахмала.

Мощный импульс разработкам в упомянутой сфере придали явления нефтяного кризиса в 70-ых годах прошлого столетия. Именно тогда, ввиду резких скачков цен на нефтепродукты, специалистами были разработаны технологии получения топливных спиртов из кукурузы посредством использования микробов.

В настоящее время мировой индустрией потребляется около 2,7млн. тонн экологических материалов. С точки зрения аналитиков, к 2030 году ожидается рост спроса на подобные продукты более чем на 50%.

Эксперты убеждены, что упомянутые полиамиды демонстрируют значительное превосходство перед материалами, выполненными на основе нефтепродуктов. Напомним, что органические растворители, как продукт нефтесинтеза это основа 60% органо-растворимых красок.

Немалого успеха на указанном направлении достигли и американские специалисты, разработавшие на базе биоматериалов специализированные покрытия. Такие покрытия наделены превосходными антибактериальным характеристиками.

Так, к числу наиболее востребованных из них относят ПЛА (полилактиды).

Полилактиды содержат молочную кислоту и вырабатываются из сахарного тростника, а также кукурузы. Упаковочные материалы из ПЛА признаются экологически чистой альтернативой традиционным пластикам, произведенным на базе нефтепродуктов. В частности, при производстве ПЛА в окружающую среду выделяется почти наполовину меньший объем углекислого газа, а разлагаются подобные материалы не более 2-х лет. Ведущие отраслевые эксперты выражают мнение, что биодеградируемые полилактаты с успехом способны заменить продукцию, подобную полиэтилену и полипропилену, при производстве упаковки.

С технологической точки зрения, имеется определенная сложность в производстве биосырьевых пластиков, поскольку процессы ферментации биосырья, происходящие в присутствии дрожжей, весьма сложно контролировать. Совсем нередко в результате подобных реакций образуются минимальные количества требуемых продуктов. В ходе решения упомянутых проблем наблюдается применение молочной и янтарной кислот в значительных объемах для промышленного получения полимеров. 

Можно с уверенностью отметить, что упомянутый опыт нашел свое развитие в таком современном научном направлении, как «Зеленая химия». А ведь еще совсем недавно западноевропейское научное сообщество вело речь не о полномасштабных протекционных мерах, а лишь о некотором недоверии к ГМО. Сегодня специалисты убеждены: именно посредством биотехнологий можно обеспечить потребителей дешевыми и полностью безопасными лакокрасочными продуктами. Упомянутый довод подтвержден всеми мировыми химическими гигантами, поставившими на поток осуществление научных разработок в сфере биологического сырья.

В частности, целый ряд подобных инновационных проектов запущен концерном Ваyer. Ключевые цели исследовательского центра концерна специалисты связывают с созданием к 2015году новых продуктов на базе двуокиси углерода.

Технологи BASF свидетельствуют, что в ближайших планах концерна – попытка применения акриловой кислоты в целях производства полимеров, обладающих особыми характеристиками впитывания. Акриловая кислота- основа безопасных водных красок. 

Еще одним весьма перспективным направлением в исследованиях BASF специалисты называют разработки в сфере изучения и использования янтарной кислоты. Целый ряд практических экспериментов доказал возможность получения упомянутого соединения при помощи особых бактерий.

Данные технологические процессы признаются эффективными с экономической и экологической точки зрения ввиду применения возобновляемого исходного сырья и возможности фиксации углекислого газа.

Упомянутые процессы считаются рентабельными, ввиду малых энергетических расходов. Ряд американских химических компаний, в частности, ВiоАmвеr, объявил о своих планах применения сельскохозяйственных отходов и сахарного тростника в качестве базового сырья. При этом следует отметить, что любые проекты, ориентированные на разработку экологических разлагающихся биополимеров, все же требуется относить к числу экспериментальных.

Перевод упомянутых проектов в категорию полномасштабных промышленных производств возможен только при условиях снижения себестоимости технологического выпуска, устранения проявлений лоббизма со стороны крупных игроков отраслевого рынка, разработки биоматериалов с широким спектром потребительских свойств.

Следует отметить, что западный сегмент рынка биоматериалов продолжает стремительно расти. Несколько иным образом складывается ситуация в России. Производители демонстрируют явное нежелание производственного развития, связанного с внедрением биотехнологий. Что касается общественных настроений, то они разделились. Часть научного сообщества рассчитывает на скорое финансирование подобных направлений, вторая часть выражает скептицизм относительно перспектив развития упомянутых технологий.

Один из ведущих специалистов отрасли, профессор М.Кирхер, рекомендует концентрировать внимание на совершенствовании способов переработки биоматериалов, в частности, лигноцеллюлозы.

Что касается мнения М.Кирхера о российских биотехнологиях, то, с его точки зрения, сегодня в стране ведется изучение особенностей ферментативной переработки таких продуктов, как опилки и солома. Предполагается, что в ближайшей перспективе будет возможным применение биотехнологий в целях, связанных с химическим синтезом сингазов. Указанные задачи решаются при помощи промышленной биотехнологии. В решение этих проблем множество компаний готово инвестировать огромные ресурсы.

В этой связи интересной представляется также точка зрения президента биотопливной ассоциации России А.Аблаева, согласно которой российскому биотехнологическому направлению свойственно в настоящее время некоторое оживление ввиду принятия закона, обеспечивающего правовое регулирование указанной отрасли. Однако потребуется некоторый период времени для реализации многочисленных задач, связанных с эффективным применением биосырья.

Рыночную нишу, по словам А.Аблаева, следует формировать, исходя из государственных интересов, при помощи, например, дополнительного налогообложения карбоносодержащей продукции. В ином случае российские предприятия рискуют войти в число поставщиков биомассы для западноевропейских высокотехнологичных предприятий. Это означает, что можно говорить о впечатляющих свидетельствах в пользу выгодности биотехнологий и их серьезном потенциале, сдерживаемом инерцией мышления многих игроков химического рынка.

Однако аналитики прогнозируют изменение этой ситуации ввиду реализации мер государственной поддержки и привлечения общественного внимания с помощью специальных конференций. Именно мероприятия подобного формата способны коренным образом изменить отношение потребителей к технологическим процессам такого рода. Следует отметить, что процедуры внедрения экологических инноваций в производство стремительно развиваются.

Так, новосибирским лакокрасочным заводом «Радуга» была изменена рецептура лессирующих антисептиков с включением в нее натурального льняного масла. Получаемые конечные продукты не содержат токсичных элементов и придают покрытиям высокую эластичность, водостойкость, а также паропроницательность.

Существенного успеха российским производителям удалось достигнуть и в сфере разработок биотопливных лакокрасочных продуктов на базе этанола, выделяемого в процессе переработки жмыха. Но, по мнению экспертов, данное производство не станет массовым вплоть до полного истощения российских нефтяных запасов.

Однако, в конечном итоге, перспективы использования биосырьевых продуктов определяются наличием спроса на подобные материалы.