19 мая Корейский институт перспективных научных исследований (KAIST) совместно с компанией Hanwha Solutions анонсировал прорыв в области экологически чистого производства. Разработан инновационный метод массового получения сырья для текстильной и пластмассовой промышленности — его источником стали отходы производства биодизеля. Технология призвана снизить зависимость нефтехимии от нефтяной нафты.
Работа велась под руководством Санг‑Юп Ли. Её актуальность особенно высока на фоне нестабильности мировых цен на нафту: поставки ограничены, а спрос со стороны нефтехимической отрасли растёт. По оценке авторов проекта, новый подход позволит добиться большей надёжности сырьевой базы и сократить экологический ущерб.
Отработанный глицерин — в дело
В основе технологии лежит переработка глицерина — побочного продукта изготовления биодизеля, который обычно утилизируют. Учёные создали специальные микроорганизмы, преобразующие глицерин в 1,3‑пропандиол (1,3‑PDO). Это вещество широко востребовано в производстве пластика, текстиля и косметики.
Ключевое достижение команды — доработка процесса ферментации. Раньше его можно было реализовать лишь в лабораторных условиях, а теперь появилась возможность масштабировать технологию для промышленных нужд.
Эксперимент провели на реакторе объёмом 300 литров (79 галлонов). Успешная демонстрация на таком масштабе — важный этап на пути к коммерческому внедрению метода.
Компьютерное моделирование и отказ от антибиотиков
Чтобы повысить эффективность производства, исследователи применили компьютерное моделирование. С его помощью определили, какие гены необходимо модифицировать в микроорганизмах. Это позволило нарастить объёмы выпуска продукции и оптимизировать процесс.
Существенное усовершенствование касается и самой технологии ферментации: учёным удалось исключить применение антибиотиков. В традиционной промышленной ферментации их используют часто, но это создаёт ряд проблем:
- способствует развитию устойчивости к противомикробным препаратам;
- усложняет получение разрешений регулирующих органов — особенно в сферах, связанных с продуктами питания, косметикой и фармацевтикой.
Отказ от антибиотиков, по мнению авторов разработки, упростит прохождение нормативных процедур при внедрении технологии в производство.
Десятилетний путь к результату
Проект стал итогом почти десятилетнего сотрудничества KAIST и Hanwha Solutions — совместная работа стартовала в ноябре 2015 года. Учёные и инженеры обеих организаций активно взаимодействовали на всех этапах экспериментов.
За время партнёрства подано 6 патентных заявок и опубликовано 13 научных работ.
Этот альянс называют одним из наиболее успешных примеров взаимодействия науки и промышленности в сфере передовых химических и биотехнологических разработок Южной Кореи.
Чон Дэ Ким, руководитель исследовательского подразделения Hanwha Solutions, подчеркнул значимость открытия: «Исследование доказывает, что традиционные нефтехимические процессы можно заменить технологиями на основе биологического сырья. Мы рассчитываем, что разработка послужит фундаментом для промышленного выпуска экологически безопасных химических материалов в будущем».
Перспективы экологичного производства
Авторы проекта уверены: новая платформа открывает путь к более экологичным методам синтеза химических веществ и рациональному использованию промышленных отходов.
Санг‑Юп Ли отмечает, что технология выводит применение микроорганизмов за пределы лабораторий: теперь она готова к внедрению в крупномасштабном производстве. «В перспективе это позволит выпускать разнообразные химические соединения с минимальным воздействием на окружающую среду», — подытожил он.