Биоразлагаемые полиэфиры (полимеры на основе гидроксикарбиновых кислот)

Одним из самых перспективных биопластиков для применения в упаковке считается полилактид – продукт конденсации молочной кислоты. Его получают как синтетическим способом, так и ферментативным брожением декстрозы сахара или мальтозы сусла зерна и картофеля, которые являются возобновляемым сырьем биологического происхождения. Полилактид – прозрачный бесцветный термопластический полимер. Его основное преимущество - возможность переработки всеми способами, применяемыми для переработки термопластов. Из листов полилактида можно формовать тарелки, подносы, получать пленку, волокно, упаковку для пищевых продуктов, имплантанты для медицины. Но широкое его применение сдерживается низкой производительностью технологических линий и высокой стоимостью получаемого продукта.  Пластические массы на основе воспроизводимых природных компонентов

Это пластмассы, в состав которых могут входить крахмал, целлюлоза, хитозан, протеин. Из композиций на их основе создают одноразовую посуду, пленки для упаковки и сельского хозяйства и т. д. 

Придание биоразлагаемости промышленным полимерам

Активно разрабатываются три направления: 

· введение в структуру биоразлагаемых молекул, содержащих в своем составе функциональные группы, способствующие фоторазложению полимера;

· получение композиций многотоннажных полимеров с биоразлагаемыми природными добавками, способными в определенный момент времени инициировать распад основного полимера;

· направленный синтез биодеградируемых пластических масс на основе промышленно освоенных синтетических продуктов. 

Преимущества биоразлагаемых полимеров:

· возможность обработки, как и обычных полимеров, на стандартном оборудовании;

· низкий барьер пропускания кислорода, водяного пара (оптимально для использования в области пищевой упаковки);

· стойкость к разложению в обычных условиях;

· быстрая и полная разлагаемость при специально созданных условиях или естественных – отсутствие проблем с утилизацией отходов.

· независимость от нефтехимического сырья.

Недостатки биоразлагаемых полимеров: 

· ограниченные возможности для крупнотоннажного производства;

· высокая стоимость (пока в среднем 2 – 5 евро за кг).

Перспективы развития 

Дальнейшее ужесточение экологических требований может помочь биоразлагаемым пластмассам успешно конкурировать с обычными пластмассами, заменяя их. В настоящее время самая «массовая» сфера применения биоразлагаемых пластиков – тара и упаковка для пищевых продуктов. Однако уже известны примеры применения биопластиков в отраслях IT технологий, автомобилестроения, игрушек и т. д. Кроме того, вся Европа использует биоразлагаемые мешки для биологических отходов, многие страны применяют и биоразлагаемую мульчу (с/х пленка). 

23. Ресурсо и энергосберегающие технологии.

Ресурсосберегающие технологии - это технологии, обеспечивающие производство продукции с минимально возможным потреблением топлива и других источников энергии, а также сырья, материалов, воздуха, воды и прочих ресурсов для технологических целей.

Они включают в себя использование вторичных ресурсов, утилизацию отходов, а также рекуперацию энергии, замкнутую систему водообеспечения и др. Позволяют экономить природные ресурсы и избегать загрязнения окружающей среды.

Биологическая переработка промышленных отходов

􀂃 Промышленные отходы: отходы производств, основанных на использовании биологических процессов.Отходы имеют различный состав и обычно перерабатываются путем биологического окисления.

􀂃 Отходы химической промышленности: отходы, многие из которых с трудом поддаются разрушению и длительное время присутствуют в среде, часто перед биологической переработкой отходов проводят их предварительную химическую

или физическую обработку.

Использование специфических микроорганизмов для расщепления ксенобиотиков:

1) деградация отдельных видов отходов in situ с помощью специализированных культур микроорганизмов или их сообществ;

2) введение специально подобранных культур в обычные системы переработки отходов;

3) ликвидация и обезвреживание разливов нефти;

4) извлечение металлов;

5) биологическая очистка газов от пахучих и вредных соединений (меркаптанов, сероводорода, цианида, хлорзамещенных углеводородов и т. д.);

6) получение биомассы из отходов;

7) превращение отходов в метан.

Микроорганизмы:

• Бактерии рода Pseudomonas окисляют спирты, жирные кислоты, парафины, ароматические углеводороды, углеводы и другие соединения.

• Бактерии рода Bacterium (выделено более 30 видов) осуществляют деградацию нефти, парафинов, нафтенов, фенолов, альдегидов и жирных кислот.

• Бактерии рода Васillus окисляют алифатические углеводороды.

• Окислительная способность перечисленных микроорганизмов для различных органических соединений различна, и лишь для бактерии рода Pseudomonas она практически одинакова для разных видов загрязнений.

Биогаз

В качестве наиболее эффективного биотехнологического решения, способного сократить выбросы, можно привести получение биогаза при переработке биомассы и сточных вод. Современные комплексы по биотехнологической переработке могут превратить любые биологические отходы (жмых, солому, навоз — любое органическое вещество) в биогаз, который служит источником энергии и востребован в энергетике и промышленности. Использование в качестве топлива биомассы, получаемой на основе отходов сельскохозяйственного и промышленного производства, а также бытовой деятельности, является новым явлением в ресурсосбережении и масштабной энергетике. Биомассу можно рассматривать как одну из форм накопления и преобразования солнечной энергии.