© xn--80aapampemcchfmo7a3c9ehj.xn--p1ai

Химики Уральского федерального университета (УрФУ) придумали экологичную технологию переработки отходов деревообрабатывающей промышленности и хитина, который содержится, например, в красных водорослях, насекомых и панцирях ракообразных. На выходе получаются лекарства и биотопливо. На развитие и скорейшую коммерциализацию подобных технологий нацелен нацпроект «Наука». О том, как работает придуманный УрФУ метод, у которого нет аналогов в мире, читайте далее.

Материал подготовлен в рамках спецпроекта «Будет вам наука!» в преддверии Дня российской науки, который отмечается 8 февраля.

Глобальная задача

По словам инженера-исследователя лаборатории органического синтеза УрФУ Дарьи Тамбасовой, тема загрязнения окружающей среды различными отходами довольно остро стоит на повестке дня для мирового сообщества. «Также к ней присоединяется проблематика альтернативных источников энергии», — считает она. Идея получения из отходов полезных продуктов одна из основных для лаборатории, а этот проект как раз объединяет в себе варианты решения двух задач.

«Одновременно очищая окружающую среду от отходов, содержащих природные полисахариды, мы получаем либо готовые вещества с биологической активностью, либо сахара, пригодные для сбраживания и изготовления биоэтанола», — пояснила Тамбасова. Технология экологически безопасна и не наносит вреда окружающей среде.

 © xn--80aapampemcchfmo7a3c9ehj.xn--p1ai

Экологичная переработка

По словам Тамбасовой, технология разрабатывалась учеными в течение шести лет под руководством профессора УрФУ, кандидата химических наук Елены Ковалевой.

«Я начала над ней работать в магистратуре, продолжила и закончила в аспирантуре. По данной тематике в этом году я буду защищать диссертацию на соискание степени кандидата химических наук», — поделилась ученый.

 © xn--80akjaipicfkdnak8c0e.xn--p1ai

Технология предполагает, во-первых, использование хитозана. На выходе получается продукт глюкозамин. «Это особое вещество, помогающее восстанавливать хрящи, суставы и связки, готовая и чистая лекарственная форма», — пояснила Тамбасова.

Кроме того, могут применяться крахмалсодержащие отходы, из которых получаются сахара, пригодные для сбраживания. В результате можно произвести биоэтанол.

Еще один получаемый продукт — ксилан (линейный полисахарид, второй по распространенности природный полимер после целлюлозы). «Гидролиз ксилана специфичным ферментом, иммобилизованным (зафиксированным. — Прим. ред.) на оксидах алюминия, приводит к получению сахаров, легких для усвоения крупным рогатым скотом, улучшающих качество кормов в сельском хозяйстве, либо сахаров для сбраживания», — рассказала Тамбасова.

Отходы перерабатывают с помощью гетерогенного катализа (изменение скорости или инициирование химической реакции за счет контакта реагентов с катализаторами, которые образуют самостоятельную фазу, отделенную от реакционной среды поверхностью раздела). В среднем реакция проходит от 10 минут (ксилан) до суток (хитозан). При этом поддерживается оптимальная температура для работы фермента и перемешивания. В результате получаются сахара, а затем решается вопрос об их дальнейшем применении (сбраживание, выделение в чистую форму и др.).

Ферменты, которые используют химики УрФУ, экологически безопасны, поэтому процесс переработки полисахаридов и получаемые продукты не наносят урона окружающей среде. Технология предусматривает многоразовое использование материалов, при этом производство безотходное и нацелено на переработку вредных отходов.

Возможное использование

Данная технология была разработана благодаря гранту Российского фонда фундаментальных исследований в размере 3 млн рублей ежегодно. По мнению создателей, она может успешно использоваться в промышленности.

«Низкая стоимость подложки и иммобилизованные ферменты обеспечивают многократное использование гетерогенной каталитической системы, что удешевляет этот метод по сравнению с гомогенным катализом со свободными ферментами (одноразовый способ, а ферменты дорогие)», — рассказала Тамбасова.

 © xn--80aapampemcchfmo7a3c9ehj.xn--p1ai

УрФУ и Инновационный внедренческий центр биотрансформационных технологий совместно с компанией «Уралбиосинтез» сейчас готовят разработку для презентации потенциальным заказчикам.

Работа по нацпроекту

Как рассказали порталу в пресс-службе УрФУ, в 2020 году университет совместно с вузами и организациями Свердловской, Челябинской и Курганской областей в рамках нацпроекта «Наука» выиграл конкурс и получил федеральную поддержку на создание Уральского научно-образовательного центра (НОЦ) мирового уровня. Его проекты связаны с разработкой и коммерциализацией передовых производственных технологий и материалов.

За прошедший год центр разработал более 250 технологий для внедрения на промышленных предприятиях, а его участники подали 669 заявок на регистрацию интеллектуальной собственности. УрФУ выступил инициатором создания НОЦ и выполняет функции проектного офиса.

Автор: Ксения Петрова

Фотографии: Пресс-служба УрФУ

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в наш Телеграм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈