Kémia kémia nélkül "mindenféle dolgok"
A dolgok ma a dolgokról szól, ismét elmondja a VG-t. Debabov.
A program fő célja a szalma, üzemanyag és egyéb mezőgazdasági hulladékok felhasználása az üzemanyag, az anyagok és a reagensek előállításához, amelyeket most meg kell égetni. A könnyű mikrobákba való emészthető cukrok könnyűvé tétele nehéz, mert a legfontosabb szénhidrátok, a cellulóz, komplex háromdimenziós komplexben ligninnel és hemicellulózokkal kapcsolódnak. Ezért a program egyik legfontosabb feladata a lignocellulóz bomlásának kialakulásának módja, vagyis a komplex megosztása a komponensekbe.
Ezután, a cellulóz és a hemicellulóz lehet hidrolizálni cukrok enzimek, főként a cellulázok. Az ehhez szükséges technológiák már kifejlesztésre kerültek, de az enzimek költsége továbbra is magas. Ennek csökkentése a program másik fontos feladata. .. Ezen kívül, akkor létre kell hozni az infrastruktúra gyűjtésére és tárolására biomassza iránti kereslet ösztönzése termékek: biológiailag lebontható műanyag, etanol, üzemanyag, stb Különleges anyagok és nómenklatúra anyagok nem definiált - ez egy kémiai és biotechnológiai vállalatok.
A keményítőből származó alkoholtermelés nem a legjobb. Jobb, ha ugyanabból a növényi hulladékból készítik. Egyébként mindannyian tudjuk # 132; A vodkát fűrészpor hajtja # 147; - hidrolízis. A Szovjetunióban hidrolízis-termelés (fahulladék cukorosítása kénforrással) létezett, és Oroszországban eddig is létezik. A fennmaradó hidrolízis országokban azonban a múlt század 60-as évének nyereségessége miatt bezárták a gyárakat: alkohol # 132; fűrészporból # 147; drágább lett, mint a gabonából.
Egy másik fontos anyag, amellyel az amerikaiak foglalkoznak, a tejsav. Az eljárás egyszerű: a kukoricakeményítőt megszárítjuk és egy glükózszirupot állítunk elő. Az erjesztés, vagyis a tejsavtermelés óriási steril eszközökkel, ezer köbméterenként megy, ahol mikrobák, víz, ásványi sók és ahol a glükózt táplálják. A nap folyamán tejsav keletkezik Hulladék - biomassza mikrobiális és kulturális folyadék. Szárítják és szilárd anyagot táplálnak az állatokhoz, míg folyékony műtrágyákat használnak. Mérgező anyagok, nincsenek xenobiotikumok, minden természetes. Vannak olyan kezelő létesítmények, amelyek nem olyan összetettek, mint a vegyi üzemekben.
Hálószövet rostjai és kötöttárui
A fóliák, kötelek és ruhák készítésére szolgáló fóliát és rostokat biológiailag lebontható polilaktátból lehet készíteni
Ezenkívül az USA-ban a növény elindul 1,3-propándiol előállítására, amelyet tereftálsavval kopolimerizálnak, és a polimert a # 132; Soran # 147; szőnyegpadló és kárpitozás az autók üléseire. A világon 3-5 millió tonnát termelnek, az anyag drága - nyolc dollár kilogrammonként. Természetesen vannak olyan mikrobák, amelyek glicerinnel növekedhetnek, és 1,3-propándiolt adnak, azonban terméshozam alacsony. Dolgoztak velük, és tisztességes hozamot kaptak, azonban a glicerinre ezek a baktériumok nem nyereségesek - nagyon drága. És itt vannak a vállalatok tudósai # 132; Genencore # 147; és # 132; Dow Chemical # 147; néhány éven keresztül létrehozta a genetikailag módosított törzset, amely glükózon növekedhet és 1,3-propándiolt szintetizál. A gének olyan élesztőt vettek fel, amely glicerint termel, bakteriális géneket, amelyek képesek glicerint transzformálni propanediolba, és mindegyik baktériumban összegyűjtötte őket - E. coliban. Elindították a kísérleti üzemet, és a propán-diol biotechnológiai költsége körülbelül 2,5 dollár kilogrammonként, vagyis háromszor olcsóbb, mint egy kémiai. Általában a biotechnológia itt nyeri meg a kémiát. Míg a gyár kapacitása nem túl magas - több tízezer tonna, de nyilvánvaló, hogy ez a termelés növekedni fog, és a propándiol nem propilénből, hanem megújuló nyersanyagokból származik.
Nevezetesen, a munka aktiválódott polihidroxi-alkánokon. Jól ismert, hogy számos baktérium, ha van egy csomó szén, de nem elég a foszfor vagy nitrogén, hogy elhalasztja kezdeni szénkészlet - szintetizálni hidroxi-valerát és más hidroxi-savak, növényi feküdt, mint a keményítő vagy a mi - glikogén a májban. Ezek poligidroksialkanaty letétbe baktériumok granulátum formájában, amely izolálható. Úgy olvad, vagyis úgy viselkednek, mint a hagyományos műanyag, és alkalmasak arra, hogy az húzza ezek a fonalak, tekercs film - általában a standard eljárás technikákat. Jó polihidroxi-butirát körülmények között a sejttömeg akár 80% -a lehet. Tíz évvel ezelőtt tíz angol cég # 132; ICI # 147; a növény elindította a műanyagot, például a biopolt, amelyből a palackokat és filmeket gyártják. Azonban ez a műanyag drága: költsége 5-8 dollár kilogrammonként, és polietilén - kevesebb, mint egy dollár. A növény erőssége ezer tonna. Annak ellenére, hogy Angliában dolgozik, a biopolt évek óta nem használják bárhol, kivéve Németországot, mert van olyan törvény, amellyel a polietilén gyártók fizetnek a környezet szennyezéséért. Úgy vélik, hogy még mindig eldobja később, és a csomagolást előállítónak kell fizetnie, nem pedig az, aki eldobja. És ha a biológiailag lebontható kibocsátású műanyag, éppen ellenkezőleg, támogatást nyújt.
Valójában a polihidroxi-alkánok nem csak polihidroxi-butirát és polihidroxi-valerát. Vannak olyan vegyületek, mint például 12 vagy 14 szénatom, ezeket ragasztóként használják. A genetikai mérnökök mind a mikrobák törzsével dolgoztak, ezek a vegyületek. A polihidroxi-alkánok iránti érdeklődés növekszik, ezért az olaj és a gáz emelkedik az árban, és ennek következtében a polietilén. Amerikában a gáz háromszorosára nőtt, mint Japánban vagy Európában. A termelési kapacitás egyharmada polietilén az Egyesült Államokban.
A polihidroxi-alkonátok termelik # 132; ICI # 147; Angliában, # 132; Asahi Chem # 147; Japánban, # 132; Bayer # 147; Koreában. A legfrissebb tudományos fejlemények olcsóbbá tették, és most 2-3 dollárba kerülnek, és a polietilén fél évig eltávozott, hogy egyenlőek lesznek. Néhány országban már létezik kísérleti termelés, és a tömegtermelés megújuló nyersanyagokból indul. És itt jön a természetes kémia!
Oroszországban is folyik a munka a polihidroxi-butirát előállítása terén: vannak a törzsek a Moszkvai Biokémiai Intézetben. AN Bach. a Pushchino-ban - a Biokémiai Intézetben Krasznojarszkban a mikroorganizmusok biokémiai és élettani biokémiai intézetében kifejlesztették a hidrogén felhasználásával baktériumokon alapuló polihidroxi-butirátok előállítását. De ezek csak laboratóriumi tanulmányok.
# 132; Genencore # 147; a béta-hidroxi-propionsav-jó előállítása során a poliészter monomer. A mikrobák teszik ezt, és az összes szükséges gén ismeretes. Géntechnikai törzseket már elnyertek ezekkel a génekkel, vannak szabadalmak, de a hozam nem túl nagy, és eddig gazdaságilag nem volt nyereséges.
A mikroorganizmusok és más anyagok - a szerves kémia nyersanyagai - szintézisének segítségével. Az Egyesült Államokban olyan rendszereket fejlesztettek ki, amelyekben két savból 40-50 alapvegyületet lehet előállítani: tejsav és borostyán. Tejsav dehidratálásával akrilsavat kapunk; más folyamatokban - tetrahidrofuránok és egyéb vegyületek. Alapvető kísérleti növények borostyánkősav előállításához.
Claude Monet nem gondolta volna, hogy kémiai reagenseket szalmából lehetne készíteni
A biomassza, az alkoholos üzemanyag feldolgozása természetesen nem oldja meg a teljes energiaproblémát, mert a kémia csak 10% -át fogyasztja, a többi pedig ég. Tegyük fel, hogy a biomasszát a nyersanyag egynegyedével, a század közepén, talán még a felére is cseréljék, de ez a fogyasztott olaj mindössze 5% -a. Az üzemanyag 3-5% benzinnel pótolja az alkoholt, de ez nem oldja meg az energiaproblémákat. De ökológiai szempontból jó: kevesebb CO2 kerül kibocsátásra. a nyersanyagokat ártalmatlanítják és nem égnek, nincs toxikus kibocsátás.
A hagyományos vegyészek nem ellenállnak # 132, a fehér kémia # 147, éppen ellenkezőleg, maguk is fejlesztik. Például a tejüzem szakemberei # 132; Dow Chemical # 147; és # 132; Cargill # 147; - a gabona kereskedelmével foglalkozó legnagyobb vállalat, keményítő, melasz, olaj és egyéb termékek feldolgozása. # 132; Cargill # 147; nyersanyagokat szállít, a # 132; Dow Chemical # 147; - polimerek. Az 1,3-propándiol üzemet építették # 132; DuPont # 147;, amely fonalat gyárt a szőnyeg számára.
A mikrobiológiai iparág most lép be az első helyen a különböző biotechnológiák növekedési ütemének tekintetében. Már beszélünk a forradalom harmadik biotech hullámáról. Az első hullám - gyógyszerek: inzulin, növekedési hormon és egyéb anyagok, a második - genetikailag módosított növények, amelyek meghódítják a világot, és a harmadik - mikrobiológia.
Fejlett és hagyományos termelés: aminosavak, poliszacharidok, vitaminok, karotinoidok. A B2-vitamin már nem szintetizálódik kémiailag, hanem mikrobák segítségével. Néhány évvel ezelőtt Németországban az üzem 3 ezer tonna, # 132; Bayer # 147; hasonló üzemet nyitott Koreában. A C-vitamin csaknem teljes mértékben termel mikrobákat - csak egy szakasz maradt meg: a levegő vagy a mangán oxigén oxidációja. De ez gyakorlatilag nem kémia.
A glutamát 1,2 millió tonna nátriumot tartalmaz, az ára 1,3 dollár kilogrammonként, a konverzió pedig 60%, azaz 1 kg-tól 600 gramm nátrium-glutamátból glükózt kapunk. Néhány aminosav csökkent az árban, valószínűleg a polimerek alapanyagainak felhasználásával fognak foglalkozni. Például ha lizint dekarboxilezünk, akkor hexametilén-diamint kapunk, amiből kaprográt egy kilogramm dolláronként költhetünk.
A kaszava termesztése különböző országokban történik. Nemcsak az ételt fogyasztják, hanem a mikrobiológiai iparban nyersanyagként is használják
# 132; fehér kémia # 147; sok országban fejlődik. Nagyon fontos a nyersanyagok értéke, ezért gyártanak gyárakat Thaiföldön, Brazíliában, ahol olcsó cukrok. Brazíliában cukrot cukornádból préselj ki, és mikroorganizmusokat termesztenek rajta. A maradványokat felmelegítik, így szinte nincs energia, és minden nagyon olcsó. Thaiföldön a növény manióta (manióka). művelni, amely Latin-Amerikában, Afrikában és Ázsia trópusi országaiban. Nagy gyökerei vannak, amelyekben a keményítő 60% -a, de két év alatt növekednek. A helyi gazdák levágják a szárat, darabokra vágják, majd a földbe ragadnak, és nőnek. És a gyökérnövényeket ásni és fogyasztani vagy használni az iparban. És olcsó, és hasznos.
Oroszországban a dolgok rosszabbak. Egy biotechnológiai üzem létesítése lehet egy egyedülálló vállalat, de nem rendelkezünk ilyen erős vegyipari cégekkel # 132; Dow Chemical # 147; például, vagy # 132, DuPont # 147; Ezt olíva-, gáz- vagy energetikai vállalatok kezelhetik, amelyek most hatalmas összegeket halmoznak fel.
Lehetséges, hogy ezt a fióktelepet más módon is meg lehet valósítani, például a nagy külföldi cégek létrehozásának feltételei a munkában. Készíthetnek gyárakat a gabona és a fa glükózszirupok befogadásakor. Az ilyen termelést már a Tula régió cégében hozták létre # 132; Cargill # 147;. Általában véve szeretnék látni az energetikai óriások és a fejlesztési kormány összehangolt erőfeszítéseit # 132; fehér kémia # 147;. De ez az álom még mindig álom, mint ahogyan a kémia lebomlik, és a mezőgazdaság - mindent, a nyersanyag kivételével.
A mikrobiológiai ipar sikeresen fejlődhet Oroszországban. Sok helyünk van, friss víz, gabona, szalma, fa, újrahasznosítható, és az energia még mindig olcsóbb, mint Kínában, Európában és az USA-ban - mintha minden # 132; fehér kémia # 147;. Nincs egyetlen vágy.
# 132; Kémia és élet - XXI. Század # 147;