При поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» (ПНИПУ)
Команда исследователей и учащихся старших классов из Пермского Политеха предложила экологически чистую замену смазочным материалам на основе нефти.
Традиционные смазки на основе нефти широко используются в различных механизмах, от двигателей до подшипников, снижая трение и износ. Они незаменимы в автомобильной и авиационной промышленности. Однако их производство и использование сопряжены с серьезным ущербом для окружающей среды: загрязнение почвы и воды из-за утечек, сложность утилизации. Поиск и разработка альтернативных решений – ключевой фактор в снижении зависимости от ископаемого топлива и сохранении природы. Ученики Политехнической школы, работая под руководством ученых ПНИПУ, разработали инновационный метод переработки жиросодержащих отходов в биоразлагаемые смазочные материалы, которые не только безвредны для окружающей среды, но и превосходят традиционные аналоги по своим характеристикам благодаря уникальным биологическим компонентам.
Данное исследование реализовано в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Нефтяные смазки играют важную роль в современной промышленности и транспортной сфере. Они обеспечивают снижение трения, защиту от износа, коррозии и перегрева в двигателях, подшипниках, редукторах и гидросистемах различной техники. Проблема заключается в том, что утечки нефти приводят к загрязнению окружающей среды, а процесс разложения нефтепродуктов занимает очень много времени.
Кроме того, предприятия общественного питания также вносят свой вклад в загрязнение окружающей среды, выбрасывая значительное количество отработанного масла. Неправильная утилизация масла может привести к засорению канализационных труб и образованию «жировых айсбергов», а попадание в водоемы приводит к образованию пленки на поверхности воды, нарушая газообмен и вызывая гибель водных организмов.
Ученые ПНИПУ, совместно со старшеклассниками Политехнической школы, предложили технологию, позволяющую превращать отработанные жиры в ценный продукт – смазочные материалы, которые могут заменить нефтепродукты.
– Данный экологически чистый метод позволяет преобразовывать жиросодержащие отходы в эфиры жирных кислот. Эти соединения служат основой для производства смазочных материалов, способных заменить традиционные аналоги на основе нефти. Универсальность – ключевая особенность технологии: в качестве сырья можно использовать как чистое растительное масло, так и отходы. Для улучшения вязкости и качества конечного продукта мы используем гидрофобины – белки, полученные из дрожжей Yarrowia lipolytica, – поясняет руководитель проекта, доцент кафедры химии и биотехнологии ПНИПУ, кандидат технических наук Ирина Пермякова.
Дополнительным преимуществом является возможность переработки глицерина, побочного продукта реакции, в органические кислоты, используемые в производстве полимеров, растворителей, косметики, фармацевтических препаратов и пищевых добавок. Таким образом, технология является практически безотходной.
Несмотря на то, что технологии производства биосмазок существуют в мире, российский рынок пока не имеет достаточной технологической базы для их массового производства. Уникальность данного проекта заключается в сочетании переработки отходов с применением гидрофобинов, которые повышают качество смазочных материалов без использования токсичных добавок. Доступность сырья и безотходность процесса делают эту технологию экономически привлекательной.
– В настоящее время нами получены эфиры жирных кислот и изучена их биодеградация, начато выращивание дрожжей и выделение гидрофобинов, разработаны биокатализаторы для переработки глицерина в органические кислоты. В ближайших планах – завершить испытания гидрофобинов, обобщить результаты и подготовить материалы для заявки на патент, – делится планами Ирина Терлецкая, участница проекта, ученица Политехнической школы.
Потенциальными потребителями результатов проекта являются предприятия общественного питания, производители смазочных материалов, заинтересованные в экологически чистых решениях, а также малый бизнес и сельскохозяйственные предприятия, использующие технику, требующую безопасных смазок.
Внедрение данной технологии позволит существенно снизить нагрузку на окружающую среду. Биоразлагаемые смазки уменьшают зависимость от нефти и снижают токсичность при утечках, что особенно актуально для экологически чувствительных территорий. Использование доступного сырья и производство дополнительных продуктов делают эту технологию привлекательной для бизнеса.
Пресс-служба ПНИПУ