Биоразлагаемые полимеры, из которых можно производить безвредные для экологии пакеты, одноразовую посуду и обёртки для конфет, создают в Российском химико-технологическом университете им Д.И. Менделеева. В основе нового материала – отходы сахарной переработки. Технология сравнительно недорогая и без нежелательных побочных продуктов.

Упаковка из биоразлагаемых полимеров на основе полимолочной кислоты уже есть на рынке. Её производство освоили в начале 2000-х годов в США. Но, как это часто бывает, путь первопроходцев в инновациях, – прибыльный, почётный, а в какой-то мере и героический, – не самый оптимальный. Американская технология позволяет производить из кукурузного крахмала полимеры, которые, увы, несколько дороже обычного полиэтилена и полипропилена. При этом выход каждой тонны желаемого продукта сопровождается выходом того же количества отходов в виде гипса, который по качеству не годится для строительных работ. Получается, что биопластик, без труда перерабатываемый почвой, всё же создаёт для экологии нагрузку в виде постоянно растущих многотонных гор гипса. Попытки создать альтернативную, более совершенную технологию ведутся практически во всех развитых странах. В Германии, Швейцарии, Бельгии и Голландии уже функционируют опытные и небольшие промышленные производства биоразлагаемой полимолочной кислоты.

Вместе с тем популярность идеи о вытеснении «нефтехимического пластика» биологическим растёт, как на дрожжах. Причина этому относительно новый тренд в философии инноваций – экологический. Он, с одной стороны, призван снизить негативное влияние человека на природу (в отличие от синтетических, биополимеры легко утилизировать: к примеру, если положить биопакет в компост, через три месяца от него останется лишь СО2 и вода). С другой стороны, это даст новый, весьма положительный импульс мировой экономике. В развитых, богатых странах спрос повышается именно на экотовары. И в данном контексте ставку на биополимеры можно считать неплохой инвестицией.

В России разработкой технологии изготовления биоразлагаемых пластмасс занимается группа учёных из РХТУ им. Д.И. Менделеева.

Они разрабатывают новые технологические решения по всей цепочке превращения крахмала или отходов сахарного производства (мелассы) в полимолочную кислоту, позволяющие снизить производственные затраты и образование не утилизируемых отходов.

 «Когда мы только начали развивать эту идею, американцы уже строили первый завод по производству биополимеров, – рассказывает руководитель проекта, заведующий кафедрой заведующий кафедрой технологии основного органического и нефтехимического синтеза РХТУ Валерий Швец. – Мы проанализировали их опыт, отметили слабые места, в частности, низкую производительность биореакторов и гипсовые отходы. И начали работать в этом направлении. Кое-чего добились».

По «рецепту» наших учёных, в реактор, содержащий биомассу, непрерывно подают десятипроцентный раствор глюкозы и аммиак, которые бактерии перерабатывают в лактат аммония. Через мембранный фильтр образовавшийся водный раствор лактата аммония отбирается и реакцией с бутиловым спиртом превращается в бутиллактат. Тот в последующем используется для получения полимера с регенерацией бутилового спирта, затраченного на производство бутиллактата.

Таким образом, удаётся избежать образования большого количества неутилизируемых отходов (гипса) и существенно, до 20 раз, увеличить производительность биореактора.

По предварительным оценкам, используемые технологические приемы производства биополимеров дают примерно 20% выигрыша по себестоимости по сравнению с существующими.

Пробные экземпляры полимеров в лаборатории уже получены. Эту часть работы учёные из РХТУ выполняют вместе с коллегами из Курчатовского института под руководством профессора Сергея Чвалуна.

Установка_для_получения_бутиллактата Установка для получения бутиллактата из лактата аммония. А уже из бутиллактата получают биоразлагаемый полимер

Теперь встаёт вопрос о создании опытного производства. Желающих инвестировать в такой проект, к сожалению, единицы. С большим трудом учёным удалось найти коммерческого партнёра – ОАО «Группа «Разгуляй», с которым за три года, при поддержке государства они намерены создать экспериментальную производственную площадку.

«Наш бизнес не любит вкладываться в инновационное производство, предпочитает не связываться с отработкой проблемных технологических стадий, которые наверняка поначалу будут давать сбои, требовать совершенствования и новых вложений, – комментирует Валерий Швец сложности взаимодействия с потенциальными инвесторами. – Считают, что проще дождаться, когда всё будет сделано на Западе, и покупать там готовый продукт. Да и сейчас можно приобретать американские полимеры и производить из них всё, что угодно, что, кстати, некоторые наши фирмы и делают».

В то же время Швец уверяет, что рынки, как российский, так и мировой ещё далеки от насыщения биополимерами, а технологии производства этих продуктов не достигли высокого уровня. Учёным нужно работать над удешевлением процесса, а также экспериментировать с добавками к экополимерам, чтобы придать новые свойства конечным изделиям. В свою очередь государство посредством фискальной политики и активной пропаганды могло бы стимулировать использование биоразлагаемых материалов.

«В Европе все меры принимаются для этого: и налоговые стимулы, и штрафы за «грязный пластик». В Южной Корее вообще требование: чтобы в производстве автомобилей использовалось не менее 30 % биоразлагаемой пластмассы, – говорит Швец. – Поэтому у них всё очень интенсивно развивается. У нас по большей части наука выступает энтузиастом. Требуется встречное движение со стороны бизнеса и государства. Ведь когда-то, в СССР, у нас были отличные крупнотоннажные микробиологические производства. Если поставить цель – и сейчас всё будет».

Проект РХТУ «Разработка новой отечественной комплексной технологии получения полилактида (биоразлагаемого полимера), базирующейся на биокаталитической переработке сахаросодержащего сырья» поддержан Федеральной целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы».

www.strf.ru