Tag: палмово масло

Вредният въглероден двуокис като суровина за изработка на текстил, дюшеци и текстил

Нарастващите количества въглероден диоксид в атмосферата са причина за затоплянето на климата. Все повече компании междувременно обаче откриват, че могат да използват опасният газ като суровина, с която могат да заменят различни видове пластмаса, керосин или палмово масло. В най-добрият случай тази тенденцията би могла до допринесе намаляване на въглеродния двуокис в атмосферата.

Широко разпространено е мнението, че СО₂ е дяволска молекула, която руши климата на планетата ни и представлява отрова за въздуха, който дишаме. Съответно учени и фирми по целия свят са се посветили на задачата да елиминират отделянето на въглероден диоксид или поне да го ограничат. През последните години в международен план се провеждат компенсаторни проекти, при които се търси постигането на баланс на въглеродни съединения. До 2050 година Европейският съюз трябва да постигне въглеродна неутралност, но съществуват производства, където това ще бъде трудно достижимо.

До скоро за ефикасна се считаше идеята, отделяния въглероден двуокис от индустрията да се улавя и складира под земята чрез скъпо струващи методи. Подобни тестове извършват циментовите заводи в Норвегия, но все повече химици и икономисти се питат, дали не могат да се развият по-ефикасни технологии. Някои от тях са убедени, че при повторната употреба на въглероден двуокис може да се спести от употребата на нефт и едновременно с това да се ограничат вредните за климата газове. С други думи от СО₂ биха могли да се получават нови продукти. Методът няма да бъде приложим повсеместно, защото не всяка генерирана от човешката дейност молекула ще може да се рециклира в промишлеността, но така поне отделяните количества биха намалели. Такава поне е надеждата.

Идеите не са нови. Първите подобни разработки са правени още през 60-те години на миналия век, но в последствие изоставени заради високите съпътстващи разходи. Днес обаче ситуацията е друга: техниката е напреднала, възобновяемата енергия е по-евтина, а проблемът с климата по-сериозен и вече нетърпящ отлагане.

Освен пластмаси от въглероден диоксид могат да се произвеждат дрехи или изолационни материали. Оказва се, че в комбинация с водород от въглероден диоксид дори могат да се получат торове за селското стопанство или керосин за авиацията. Немалко стартиращи компании по света работят по проекти за добиване на масла или захар буквално от въздуха. Превръщането на отпадъка в суровина звучи като научна фантастика.

Тук обаче не говорим за приказка. Голямата ценност в недолюбваното съединение е въглерода. Той играе ключова роля в множество молекули, срещани в природата. Химическият елемент може да образува стабилни вериги от въглеродни атоми и едновременно с това да се свързва с много други атоми. От въглерод с четири водородни атома се получава метан, от шест атома въглерод, дванадесет атома водород и шест атома кислород пък се образува гликоза. От вечни времена еволюцията е изградила начина да използва въглеродния двуокис. Например чрез ензими. По този начин листата на растенията произвеждат чрез фотосинтеза комплексни молекули. А за да се получат от СО₂ например пластмаси, учените трябва да приложат допълнителни трикове. Най-сериозното предизвикателство е, че въглеродния двуокис е твърде мудна молекула, т.е. не съдържа в себе си почти никаква енергия. За да се получи реакция с други вещества е необходимо да се добавят сериозни количества енергия.

Алтернативна възможност е при тези химически процеси да се използват подходящите катализатори. Те намаляват разхода на енергия и дават възможност от въглероден двуокис в комбинация с други молекули да се получи пластмаса. При тази технология поредицата от химически реакции с участие на въглероден двуокис води до образуването на така наречените полиоли, от които вече се произвеждат матраци, изолации за врати и подлакътници за автомобили. След няколко десетилетия много от сега използваните петролни кладенци ще бъдат пресушени. Въглеродният двуокис може да се окаже спасителният пояс като нова суровина.

Друг сполучливо приложение на излишния въглероден двуокис е превръщането му в етанол. За целта се използват бактерии, които се хранят от газа и отделят ацетати. От получената суровина може да се произвеждат горива, текстил и опаковки. За енергоносител при този специфичен вид ферментация учените използват водород.

При друг проект със същите ацетати се хранят определени водорасли, които ги превръщат масла и мазнини, богати на Омега 3 мастни киселини. С няколко допълнителни технологични процеса така вероятно ще може да се добива палмово масло, за което днес се изсичат дъждовни гори, за да освободят място за плантации.

Американската космическа агенция по-подобен способ възнамерява да замести захарното цвекло и да произвежда захар синтетично. Така астронавтите, запътили се към Марс, биха могли с малък реактор на борда сами да си произвеждат въглехидрати от ненужния им въглероден двуокис.

Идва ли устойчива екологична алтернатива на днешните почистващите препарати?

От гледна точка на потребителите, почистващи препарати се избират според цената и марката на производителя. За химиците, които ги създават обаче, в центъра на вниманието са тензиди: молекули, които успяват да разградят съвместно с вода разнородни мазни течности. В цял свят годишно се използват над 20 милиона тона тензиди. Финансовият оборот възлиза на почти 80 милиарда лева. Макар и разнородни като състав, всички тензиди се извличат от нефт или палмово масло. Това е пресечната точка, в която индустрията за перилни препарати е изправена пред същото предизвикателство, което отдавна мъчи автомобилостроенето, а именно има ли бъдеще бранша без използване на изкопаеми горива.

Все още мнозина не си дават сметка, колко много продукти от ежедневието ни произхождат от нефт или газ: дрехи, дюшеци, почистващи препарати. Вероятно липсата на обществен натиск е една от причините, химическата промишленост да е доста по-слабо подготвена за трансформация към технологии, независими от тровещи климата суровини.

Освен вечи прилагните в призводството етерични масла на лице са първи експерименти с екологични алтернативи на класическите тензиди. Една от технологиите е заимствана от традиционната ферментация при пивоварите, където от хмел, малц и вода се получава любимата кехлибарена течност. Когато разтвора и живите микроорганизми в процеса бъдат подменени, вече могат да се получат и подходящи за почистване субстанции, например рамнолипиди. За целта се използват естествени бактерии, които се хранят с мазни отлагания, така наречените псевдомони, които влизат в ролята на повърхностно активни вещества. Технологията е в състояние напълно да замести класическите тензиди и също така генерира устойчива пяна, която за голяма част от потребителите е съществен признак на висока ефективност и качество.

Всъщност темата с пяната е напълно ирационална, защото тя не оказва никакво влияние върху процеса на почистване. В мивката или ваната тя стои добре визуално, но в съдомиялната машина би била смущаващ фактор. Но макар биологичните тензиди да успяват да го докарат дори и на пяна, пробивът им е доста труден, най-вече защото са все още са твърде скъпи за производство.

С напредване на технологията и увеличаване на производството обаче цените биха могли бързо да паднат, но остават други важни фактори, които вероятно ще затруднят премиването от класическия нефт към биологични решения при производството на перилни препарати. Алтернативните микроорганизми, използвани при технологията, се нуждаят от подхранване и така се превръщат в сериозна конкуренция на хранително-вкусовата промишленост. При процесите се използват основно вода и отпадъци от производството на захар.

Някои концерни за почистващи препарати вече използват кокосово или палмово масло като заместител на нефта. Все пак не е нефт, но пък за отглеждането на тези култури продължават да се изсичат много гори, които да отстъпят мястото си за засаждането им. Стъпвайки на опита в тази сфера обаче, учени се опитват да генерират тензиди, които да се извличат от отпадъчна биомаса. От съществено значение е решението, което ще бъде намерено, да се основава на суровина, която е налична в достатъчно големи количества, така че да не предизвиква конфликти с други сектори на икономиката. Една възможност е ксилозата, потенциална основа за извличане на тензиди, налична в дървесината и много разнородни отпадъци.

За щастие, рамнолипиди могат да се добиват не само от органични суровини. С модерни методи те могат да се синтезират също и от пластмасови отпадъци. Голямото предимство тук е, че докато при рециклирането на пластмаси са опаковки или облекла са нужни висококачествени пластмасови отпадъци с дълги вериги, например бутилки PET, то за тензидите приложими са и нискокачествените. Чрез пиролиза или загряване без наличие на въздух могат да се получат качествени изходни материали за почистващи препарати от пластмасов боклук с къси вериги.