Стартап на отходах: биоразлагаемую посуду предложили создавать студенты в Сибири

"Главными преимуществами разработки является безопасность, возобновляемость ресурсов, короткий срок утилизации без выделения токсичных веществ в окружающую среду", — рассказала инициатор проекта, третьекурсница Института высоких технологий ИРНИТУ Елена Каушева.

По ее словам, для личного пользования такую посуду можно изготавливать даже в обычной духовке, а вот для масштабного производства понадобятся термические прессы, оборудование для сушки готовых изделий. По предварительным расчетам, себестоимость такой продукции составит 10 рублей, цена за единицу товара — 13 рублей.

"Сначала основными компонентами нашей посуды предполагались грушевые выжимки. Однако в регионе недостаточно этого сырья, поэтому планируем использовать картофельные и морковные очистки, жмых злаковых культур, а также вторичное сырье других овощей. Связующими реагентами станут альгинат натрия и глицерин", — пояснила в свою очередь выпускница Института экономики, управления и права ИРНИТУ Полина Бархатова, которая отвечает за экономическую часть стартапа (данным проектом она занималась в рамках вузовской программы "Стартап как диплом").

Девушка отметила, что уже проанализировала рынок потребления биоразлагаемой посуды в Иркутске, составила финансовый план, а также изучила возможные риски для бизнеса и потенциальных конкурентов.

Компаний, которые занимаются производством биоразлагаемой посуды, в России немного и почти все они располагаются в центральной части страны. При этом свою продукцию они изготавливают из картона, кукурузного крахмала, сахарного тростника и полипропилена.

"Мне всегда было интересно, как с нуля создаются масштабные компании. Данный стартап я планирую продолжить развивать уже в магистратуре Иркутского политеха по направлению "Менеджмент", — сказала Бархатова.

Между тем, группа ученых из Красноярского научного центра (КНЦ) СО РАН и Сибирского федерального университета (СФУ, г. Красноярск) разработала технологию получения биоразлагаемого пластика из патоки сахарной свеклы при помощи природного штамма бактерий Cupriavidus necator. Эти микроорганизмы способны накапливать в своей биомассе полимеры с различным химическим составом и характеристиками. Тем не менее, из сахаров они могут использовать только фруктозу и глюкозу, поэтому исследователям пришлось дополнительно корректировать химический состав патоки.

"Основным сахаром в патоке является дисахарид сахароза, недоступный клеткам бактерий. Поэтому патоку необходимо дополнительно обрабатывать. Предварительно ученые проводили гидролиз для превращения сахарозы в моносахариды, доступные для бактерий. В результате обработки в составе патоки появляются фруктоза и глюкоза. Однако помимо нужных компонентов могут образовываться примеси, которые в больших концентрациях негативно влияют на рост клеток и биосинтез, например, азот и минеральные вещества. Чтобы избежать негативного эффекта, исследователи разбавили полученный субстрат водой и обработали пероксидом водорода. Обработка позволила снизить содержание азота, кальция, железа, кремния и титана без изменения сахаристости", — пояснили в КНЦ СО РАН.

Следующий этап включал в себя подпитку бактериальной культуры глюкозой и соединением, содержащим фосфор. Это позволило улучшить питательную среду, ускорить рост бактерий и, соответственно, довести выход полимера до 77–80% от биомассы бактерий.

"Результаты нашей работы показывают возможность синтеза ценных полимеров из свекольной патоки бактериями Cupriavidus necator. Такие полигидроксиалканоаты (ПГА) обладают биоразлагаемостью и высокой биосовместимостью, что выводит их в разряд перспективных материалов 21 века и позволяет рассматривать их в качестве конкурента известным биоразлагаемым пластикам: полилактидам и полигликолидам", — рассказала старший научный сотрудник Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН кандидат биологических наук Наталья Жила.

По ее словам, их можно использовать в различных областях от коммунального и сельского хозяйства до фармакологии и биомедицины, а при введении специальных субстратов в культуру бактерий, — даже синтезировать сополимеры различного состава с улучшенными свойствами.

"Объемы производства неразрушаемых синтетических пластиков, широко используемых во всех сферах человеческой деятельности, постоянно растут. Они вызывают крупномасштабное загрязнение окружающей среды. Изменить ситуацию смогут только биоразлагаемые пластики из возобновляемых и доступных ресурсов", — добавила Жила.

Результаты исследования опубликованы в журнале Bioengineering.

"Зеленая химия" как научное направление возникла еще в конце XX века. В ее основе лежит идея, что новые схемы химических реакций и процессов должны сократить влияние химических производств на окружающую среду.

"Большинство процессов, которые разрабатывают исследователи нашего института, основаны на принципах "зеленой химии". Они базируются на нескольких положениях: использование более безопасных растворителей и реагентов; работа с возобновляемым растительным сырьем в области органической химии и каталитических реакций; использование физико-химических основ переработки природного органического сырья, включая растительную биомассу; "экономия атомов", то есть уменьшение количества реагентов, как идеология новых реакций и процессов", — рассказала доктор химических наук, профессор РАН, директор Института химии и химической технологии СО РАН Оксана Таран.

Она убеждена: если прошлый век был веком переработки нефти (refinery), то XXI век станет веком переработки биомассы (biorefinery).

"Biorefinery или комплексная переработка биомассы подразумевает экстракцию всех полезных веществ, например, из древесины. Из нее будут извлекаться биологически-активные вещества, в частности, лигнин будет перерабатываться в востребованные ароматические соединения, из которых можно получать пластики, топливо и прочее. Раньше на ЦБК и гидролизных заводах лигнин считался обычным отходом. К сожалению, пока у нас биодобавки делают отдельно, фанеру отдельно, древесный спирт отдельно. В результате получение биотоплива и биохимикатов не может конкурировать с нефтехимией. Если же объединить производство всех продуктов в одном месте, то оно станет окупаемо", — пояснила эксперт.

По словам Таран, "зеленая химия " сейчас популярна в Азии. Россия находится в числе отстающих из-за сокращения, в том числе, числа гидролизных предприятий в стране.

Впрочем, как отметила Таран, в данной ситуации западные санкции даже сыграли России на руку.

"Предприятия к новым технологиям подталкивает рынок, а также, как ни странно, санкции. Бизнесу, как и государству, пришлось обратить внимание на отечественную науку в условиях невозможности покупать технологии за рубежом. Хотя, в российской науке не так хорошо отлажены коммерческие процессы", — сказала она.

Читайте "Интерфакс-Образование" в "ВКонтакте"