Белорусские ученые открыли секрет недорогого топлива
Что пахнет сивушным маслом? Наши любители горячительного назовут один популярный на селе напиток, шотландцы – другой, а французы вспомнят про свой любимый сыр эпуас, мерзко пахнущий, впрочем, именно потому, что его вымачивают в виноградном самогоне. Но ученые Института микробиологии Национальной академии наук Беларуси, совместно с коллегами из Научно-исследовательского института физико-химических проблем Белорусского государственного университета разрабатывающие технологию синтеза из растительного сырья спирта бутанола (носителя сивушного «аромата»), уверенно ответят, что так пахнет экономия. Ведь, добавляя в бензин до 15 процентов бутанола, или, как еще говорят исследователи, чтобы подчеркнуть микробное происхождение спирта, биобутанола, можно существенно сократить экспорт нефтепродуктов и при этом еще и выиграть за счет снижения цены топлива и достижения экологического эффекта.
Бутанол – близкий «родственник» этанола, то есть этилового спирта. Но по своим физико-химическим, топливным и эксплуатационным свойствам он очень близок к бензину, что делает его одним из лучших претендентов на замену ископаемого топлива. Следует, однако, заметить, что для применения бутанола в чистом виде требуется глубокая модификация мотора.
— Производство бутанола микробиологическим способом началось еще в начале прошлого века и было ориентировано на получение растворителей для лакокрасочной промышленности, — поясняет ученый секретарь Института микробиологии НАН Беларуси Елена Болотник. — В 70-х годах бутанол, получаемый из пищевого сырья, был вытеснен с рынка более дешевым химическим аналогом – продуктом нефтепереработки. Но не навсегда, как оказалось. Взлетели цены на нефть, и вот уже гиганты «Du Pont» и «British Petroleum» объединяют свои усилия, чтобы на новом уровне возродить производство бутанола из растительной биомассы. Однако на этот раз бутанол рассматривается в первую очередь как альтернативное топливо, а не растворитель. Подсчитано, что, с учетом экологического эффекта, производить из дешевых возобновляемых источников сырья топливо, которое по качеству превосходит биоэтанол и биодизель, будет очень выгодно.
Конечно, может показаться, что состязание белорусов с мировыми лидерами, выделившими на исследования суммы, не сопоставимые с нашими расходами, должно напоминать соревнование известного персонажа «Двенадцати стульев» с дочерью американского миллиардера Вандербильда. Но результаты поисковой работы, выполненной в рамках государственной научно-технической программы «Химические технологии и производства», все же говорят сами за себя.
Прежде всего микробиологи целенаправленной селекцией получили штамм бактерий, обладающий на 40 процентов более высокой продуктивностью по сравнению со средними литературными данными и вдвое большей по сравнению с исходной формой штамма. При этом бактерии приучили активно развиваться не только на качественном субстрате, но и на свекловичном жоме, отходах крахмалопаточного производства, что существенно удешевляет процесс. Разработана и изготовлена лабораторная установка микробного синтеза, оптимизирован состав питательной среды, проводятся исследования по выведению готового продукта из биологического реактора без остановки технологического процесса.
Последнее особенно важно, так как исследователям во всем мире приходится бороться с парадоксальной ситуацией: бактерии, производящие биобутанол, чувствительны к повышенной концентрации последнего, в связи с чем, увеличивая продуктивность микроорганизмов, можно добиться того, что они будут попросту сами себя уничтожать. Поэтому получение штаммов, способных безболезненно выдерживать среду, содержащую недопустимую, как до сих пор считалось, концентрацию спирта, вместе с технологией очистки питательного раствора стало большим достижением белорусских ученых. Все это вселяет надежду, что отечественное микробиологическое производство бутанола будет в состоянии конкурировать не только с нефтехимическим способом его получения, но и с мировыми производителями топлива нового поколения.
Оптимизма добавляет и то, что успешно выполняемая белорусами тема послужила основой для разработки отдельного проекта Межгосударственной целевой программы Евразийского экономического сообщества «Инновационные биотехнологии». В нем, кроме наших ученых, участвуют также исследователи из России и Казахстана. В рамках этой программы в ближайшее время начнется разработка опытно-промышленной технологии получения биобутанола из возобновляемого сырья. Первая опытно-промышленная установка будет смонтирована к 2014 году на Новополоцком заводе БВК, связанном прямым трубопроводом с ОАО «Нафтан». Предполагается, что с вводом высокоэффективного промышленного оборудования именно эти предприятия и станут первыми производителями биобензина в странах ЕврАзЭС.
