Промышленное производство готово делать пластмассы из растительных сахаров

sladpolimer Промышленное производство готово делать пластмассы из растительных сахаров

Разработка возобновляемых, основанных на использовании растений альтернатив нефтехимическим веществам является важной частью усилий по переходу от экономики основанной на ископаемом топливе, к более устойчивой и экологически чистой экономике, основанной на биологических веществах. Однако интеграция новых и непроверенных технологий в существующие промышленные системы сопряжена с определенным риском, в связи с чем коммерциализация таких достижений представляет собой серьезную проблему.

В новом исследовании, опубликованном недавно в журнале Energy and Environmental Science, команда из Биоэнергетического исследовательского центра Университета Висконсин-Мэдисон описывает эффективный и экономически целесообразный процесс производства HMF-5-гидроксиметилфурфурала, многоцелевого химического вещества растительного происхождения, которое считается критически важным для построения возобновляемой экономики.

Более того, этот процесс прост и совместим с существующей инфраструктурой кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы, показывают исследователи. «Мы интегрировались в текущий процесс, чтобы значительно снизить первоначальный риск и уменьшить начальный капитал, необходимый для внедрения технологии», - говорит Али Хусейн Мотагамвала, который руководил проектом, аспирант UW-Madison в области химической и биологической инженерии.

HMF может использоваться для производства широкого спектра химикатов, пластмасс и топлива. Это привлекательный кандидат для коммерциализации, отчасти потому, что уже существует устоявшийся рынок для многих продуктов, изготовленных с помощью HMF. Один из них представляет собой полностью заводскую версию полиэтилентерефталата (ПЭТ) - распространенного пластика, используемого для изготовления бутылок для напитков и другой упаковки пищевых продуктов. Например, компании Coca-Cola, Danone и BASF уже инвестировали средства в производство фурандикарбоновой кислоты - химического вещества на основе HMF, используемого для изготовления 100% пластиковых бутылок из биопрепаратов.

читайте также

Однако до сих пор использование HMF было ограничено его высокой себестоимостью производства. В настоящее время био-пластики стоят дороже, чем их нефтяные аналоги, в основном из-за масштабов существующих производственных процессов. «Существует спрос на устойчивые альтернативы. Вопрос в том, насколько конкурентоспособными с точки зрения затрат могут быть наши нефтепродукты», - говорит Мотагамвала.

Проблема всегда заключалась в растворителе, в котором HMF был произведен. «Растворители, которые обычно используются, сами по себе дороги, а разделение растворителя и продукта делает этот процесс еще более дорогим», - говорит Мотагамвала. «Теперь мы показали, что можем производить HMF с действительно высокой производительностью - около 95% - с помощью недорогой растворительной системы, которую можно очень легко удалить».

В процессе обезвоживания фруктозы в HMF команда GLBRC использует растворитель, состоящий только из ацетона и воды, со стабильным катализатором твердой кислоты. Растворители не только дешевы и легкодоступны, но и экологически безвредны и легко отделяемы от HMF. «Одна из лучших особенностей нового процесса заключается в том, что все операции, выполняемые на установке, просты и в настоящее время используются в промышленности», - говорит Мотагамвала. Это означает меньшие капиталовложения и меньший риск, чем обычно ассоциируется с непроверенными технологиями.

Исследователи провели технико-экономическую оценку целесообразности внедрения нового процесса. Он показывает, что минимальная цена реализации HMF в размере $1,710 за тонну позволит получить 25% прибыли на инвестированный капитал - комфортный процент, предназначенный для создания некоторой уверенности в прибыльности. Исследователи также продемонстрировали, как этот процесс может быть расширен для использования глюкозы в качестве сырья. Поскольку глюкозу можно легко получить из биомассы, она дешевле и богаче, чем фруктоза. Однако производство HMF из глюкозы требует дополнительного этапа переработки и дополнительной инфраструктуры.

User Rating: 0 / 5

Ваша оценка:
Спасибо за оценку.


Основная миссия издания сообщать о последних новостях экологии, окружающей среде и важности науки для нашей жизни. Никто не управляет нашим мнением, это означает объективное и честное освещение событий. Публикации не всегда отражают позицию нашей редакции.