Среда, 23 августа 2017 09:36

Когда из древесины получается пластик 0

Старший научный сотрудник Технологического института (Таллиннский университет) Лаури Варес объясняет, как обогатить древесину и использовать ее в промышленности и каким образом уменьшить влияние на экологию. Оказывается, древесина отлично подходит не только для штампования модных сейчас галстуков-бабочек, но и для получения экологически чистой пластмассы.

В современном мире вся мировая экономика базируется в основном на нефти и газе. Но много вещей, которые привыкли делать из нефти, производят из древесины, даже из малоценной. Обогащение древесины обязательно станет будущим направлением науки.

– Когда мы говорим о промышленности и о лесе, на ум сразу же приходят целлюлоза и бревна. На самом же деле в современном мире чаще это основывается на нефти.

– Сейчас практически вся экономика базируется на нефти и газе. Ведь наше нынешнее благополучие и распорядок жизни появились по большей части благодаря нефти и газу. Все привыкли говорить спасибо нефти, но я сам не хотел бы благодарить за это нефть. Да, без относительно дешевого и легкодоступного фоссильного сырья (нефть, газ, сланец) наш мир выглядел бы совсем по-другому. Но в то же время разве мы были бы менее счастливы?

Вряд ли, скорее многие вещи просто происходили бы иначе. Нефть и газ – это лишь органические вещества животного либо растительного происхождения, богатые углеродом. Из них получают много энергии и различные материалы, большинство из них на основе углерода, в том числе пища. Безусловно, в будущем можно будет решать энергетические проблемы без углерода, допустим, производить электричество непосредственно с помощью солнца или ветра, без сгорания топлива; использовать водород и т. п. Но заменять одни материалы другими намного сложнее и, честно говоря, не имеет смысла.

Вопрос больше в том, откуда этот углерод происходит и в каком количестве его использовать. Даже если оставить без внимания вопросы климата и окружающей среды, в ближайшем будущем непременно настанет тот момент, когда из-за истощения запасов цена на нефть начнет расти, когда-нибудь закончится и любой доступный фоссильный углерод.

– Какое значение может иметь лес в промышленности XXI века?

– Удельный вес древесины растет. Больше даже не нужно рубить лес – подходит и древесина более низкого качества. Также можно было бы сократить количество древесины, идущей в печь. Ты сам занимаешься обогащением древесины лиственных пород.

– Вы как раз занимаетесь таким обогащением. Что это значит?

– Основными сферами применения древесины на данный момент являются энергетика (гранулы, поленья, стружка), строительство (бревна, фанера, доски) и бумажная промышленность. Во всех случаях происходит механическая переработка древесины или отделение какого-либо компонента (целлюлоза). Если ограничиваться только этим, то потенциал невелик. Проводя параллели с нефтью, можно сказать, что для нефти это означало бы ее использование для моторного топлива, но не для получения каких-либо продуктов, требующих химического преобразования. Сюда относится весь спектр неэнергетического применения: материалы (пластмасса, неприродный текстиль, строительная пена), лекарственная промышленность (изготовление большей части лекарств начинают с исходного вещества, полученного из фоссильного сырья) и т. д.

– Насколько сегодня развиты возможности, позволяющие перерабатывать высокоценную древесину?

– Некоторые уже производят в промышленных объемах. Один из примеров – ванилин. Это соединение, широко применяющееся в пищевой промышленности, а природный источник (стручок ванили) покрывает только 1% потребности в нем. Синтезированный ванилин производится из одного компонента древесины – лигнина. Ванилин можно производить также из минерального масла. Но анализ показывает, что экологический след СО2 древесного ванилина на 90% меньше, чем у ванилина, изготовленного из минерального масла. Несмотря на более высокую цену, большинство потребителей предпочитают все же ванилин, изготовленный из лигнина.

– Есть ли польза от древесины в химической промышленности?

– В принципе, всю химическую промышленность можно было бы перевести на древесное сырье. Можно даже производить такой же бензин и дизель, как из нефти. Из дерева можно сделать все продукты, которые сейчас делают из нефти. Хотя я не считаю разумным производство бензина и дизеля из древесины, этот метод не станет популярным. Но есть расчеты, которые показывают, что переход химической промышленности на древесное сырье реален. Это не значит, что надо вырубать лес в больших количествах, скорее надо избавиться от использования пальмового масла в качестве горючего вещества и вообще пересмотреть все возможности по уменьшению древесины в энергетике.

– Я слышал про пластмассу, произведенную из древесины. Простому человеку представить такое сложно…

– Действительно, пластик, изготовленный из древесины, выглядит примерно так же, как и «традиционный» пластик, древесину он не напоминает. Можно провести параллель с пластиковым пакетом, который тоже не напоминает свой исходный материал – природный газ. Древесина состоит по большей части из трех компонентов: целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин. Это полимеры, которые довольно стабильны, и их эффективный распад на интересующие нас соединения долгое время считался очень большим экологическим следом. За последние годы наука сделала шаг вперед, и на данный момент древесину умеют разлагать селективно (таким образом, что образуется практически только желаемое соединение, а не смесь из множества веществ), при низких температурах и с помощью катализаторов многоразового использования.

– «Эко» – модное слово. Биоразлагающиеся упаковки тоже. Как я понимаю, их можно было бы изготавливать из древесины.

– В любом случае (но не всегда) упаковки, полученные из древесного сырья, легче сделать биоразлагающимися. Бактерии ничего не могут предпринять с нефтепродуктами, которые состоят только из углерода и водорода. Продукты, изготовленные из биомассы, содержат больше атомов кислорода, и микроорганизмам легче использовать их в качестве пищи, поэтому упаковка разлагается. Но нельзя утверждать, что все продукты, полученные из древесины, разлагаются, а все, что из нефти, – нет. 

– Важным вопросом является влияние на экологию, так называемый экологический след. Можете ли вы сравнить древесину и нефть в химической промышленности с точки зрения КПД и размера экологического следа?

– Любое действие оставляет след, и нельзя вслепую утверждать, что при использовании нефти вред всегда большой, а при использовании древесины – маленький. Например, несколько лет назад мы работали над довольно эффективным методом конвертирования древесины для нужного соединения фурана. Увы, в процессе в использовании получалось соединение брома, что не являлось устойчивым решением, поэтому мы оставили эти попытки.

Конечно, химическая промышленность, использующая нефть, довольно консервативна и порой использует технологии, которые были разработаны еще в то время, когда над экологическим следом и КПД особо не задумывались. Производственные объемы использования древесины в химической промышленности еще малы, но поскольку один из главных аргументов – меньший след в природе, то технологию возьмут на вооружение, как только ее преимущество будет заметно (взять хотя бы уже приведенный пример с ванилином).

Важным вопросом является цена. Сегодня похожие продукты с использованием нефти дешевле, но я не вижу тут непреодолимой проблемы. Вообще же продукты из древесного сырья в большинстве своем не идентичны продуктам, полученным из нефти, так как сырье по своей структуре разное, и у них есть свои достоинства. Другой вопрос – сознательность потребителя: спрос на «зеленые» товары растет. 

– Какие есть примеры того, что уже получено из древесины, и что будет дальше?

– Мы тестировали разные варианты в сфере упаковки. Были так называемые тетрапакеты, бумажные и картонные, покрытые водонепроницаемой пленкой. Но эта пленка не разлагалась, переработка оказалась очень сложной. Первые испытания на пленках, которые изготовлены на базе вещества, основанного на изосорбиде, стали многообещающими. Изосорбид признан безопасным соединением, использующимся в косметике. Его можно добыть из древесины и глюкозы. Дальше нужно найти какое-то решение для пластика, из которого делают обычные пластмассовые бутылки, тару для кетчупа и т. д.

Оригинал статьи опубликован на эстонском языке в еженедельнике Kes/Kus.

Добавить комментарий

Последние статьи

Новости ПБК 18 января

В парламенте обсудили будущее школьного обучения

Члены парламента и представители образования обсудили будущее школьного обучения, передают «Новости Эстонии».
События 18 января

Первая ярмарка труда пройдет в Кейла: предложения о работе и помощь в…

7 февраля, с 11 до 14 часов, Эстонская касса по безработице впервые проводит ярмарку труда Кейла-Палдиски. Во время ярмарки в Кейласком…
Новости ПБК 17 января

Европарламент высоко оценил работу Эстонии

Эстония в качестве председателя руководила работой Совета…
Новости ПБК 17 января

В Таллинне открывается новый Центр здоровья 1

В скором времени свои двери распахнет новый центр здоровья,…
Новости ПБК 17 января

На что обращать внимание, читая маркировку упаковки

Маркировка на упаковке продукта содержит множество полезной для…
Лесные вести 17 января

RMK создает сеть походных троп и организует большой всеобщий поход

Центр управления государственными лесами (RMK) начал проводить третью…

Партнеры