Куда «нанопаук» с паутиной, туда и муха с хитозаном
Постороннему человеку могло бы показаться, что это импортное оборудование не включали, как минимум, год — настолько обильно оно заросло паутиной изнутри. Но посторонних в этом цеху ОАО «Завод горного воска» концерна «Белнефтехим» не бывает. А местные хорошо знают, что свежая «паутина» как раз свидетельство того, что установка «Nanospider», то есть «нанопаук», работает исправно.
То, что можно принять за паутину, на самом деле тончайшее нановолокно, которое едва заметным для глаза шлейфом исторгается электростатическим полем из недр установки. Пролетев небольшое расстояние, разделяющее электроды, жидкая нить за доли секунды твердеет и оседает на марлевой ленте дымчатой вуалью. И теперь это уже не просто марля, из которой можно нарезать рулончики обычного бинта, а уникальный перевязочный материал, ускоряющий заживление ран и ожогов в 3—5 раз. Ведь целебный слой, нанесенный на марлю, состоит из волокон хитозана — бактерицидного природного полимера, получаемого из хитина, то есть конструкционного материала наружного покрова ракообразных, грибов, насекомых. И без того целебный и очень активный, хитозан приобретает и вовсе удивительные свойства благодаря тому, что произведенные из него нановолокна имеют исключительно развитую пористую поверхность.
На презентацию применения технологии электроформования нановолокон хитозана ОАО «Завод горного воска» пригласило всех, кого могла бы заинтересовать перспектива использования новинки не только для производства бинтов и медицинских салфеток, но и фильтров с уникальными характеристиками. Были среди приглашенных и отечественные производители хитозана, а также ученые Национальной академии наук Беларуси, Белорусского государственного технологического университета, которые разработали оригинальные технологии получения нановолокон из биополимеров. Ведь хоть купленный у чешской фирмы «ELMARCO» «нанопаук» и предназначен для создания покрытий из полимерных волокон, зарубежные разработчики не предложили готовых решений для конкретных полимеров. Все тонкости обращения с хитозаном наши ученые постигали самостоятельно.
— Получение нановолокон — очень сложный, высокотехнологичный процесс, — поясняет заведующий кафедрой технологии нефтехимического синтеза и переработки полимерных материалов БГТУ, член-корреспондент, доктор химических наук, профессор Николай Прокопчук. — Может показаться, что стоит взять сухой биополимер, поместить в растворитель, полученный гель залить в ванночку, и в результате получим нановолокна. Это не так. Ведь, чтобы определить нужный растворитель, требуется перебрать множество вариантов, найти его концентрацию и специальные добавки, рассчитать оптимальную вязкость полимера, температурный режим работы, влажность воздуха внутри установки, соблюсти множество других тонкостей. Необходимо было добиться также, чтобы молекулы принимали форму не клубков, к чему они стремятся, а вытянутых нитей. Некоторые страны, производящие хитозан из морских ракообразных и экспортирующие его в больших объемах, таких технологий электроформования не имеют, хотя давно пытаются их получить. Мы же нашли нужные решения всего за полгода.
Надо признать все же, что в области изучения и использования хитозана мы далеко не первые. Но, как считают специалисты, включаться в эту работу стоит, так как речь идет не только о перевязочных материалах и фильтрах. Сегодня известно более 70 направлений практического применения хитозана и его модификаций. Из этих природных полимеров изготавливают тончайшие пленки, которые в разы увеличивают срок хранения продуктов, делают замечательные кремы для ухода за кожей, а также лечебные шампуни. Хитозан — натуральное биологически совместимое с организмом человека вещество, регулирующее большинство физиологических процессов, поэтому лекарства и биодобавки на его основе стали очень популярными в последние годы. Они позволяют избавляться от проблем с пищеварением, активизируют работу иммунной системы, замедляют процессы старения, снижают уровень холестерина в крови, препятствуют усвоению жиров, эффективно очищают организм, подавляют развитие рака. В сельском хозяйстве хитозановые препараты также показали себя с лучшей стороны, поскольку самым благоприятным образом сказываются на защитных свойствах как растений, так и животных.
Широкую известность, например, получил эксперимент в Брянской области, когда стадо коров, разделенное на две группы, кормили на загрязненном радионуклидами пастбище. При этом одна группа получала препарат хитозана. В результате оказалось, что именно у этих животных не было зафиксировано никаких отклонений в состоянии здоровья, тогда как в контрольной группе обнаружились все признаки лейкоза.
Конечно, хитозан можно покупать за рубежом, делать из него полезные продукты, и это будет все равно выгодно. Но лучше все же найти возможность наладить собственное производство исходного сырья. Именно на это и ориентировались специалисты Завода горного воска, задумывая развивать новое для страны производство. Тем более что сравнительные испытания импортного хитозана и белорусского, выпуск которого осваивает ООО «БелРосБиоТех» в Брестской области, показали полное превосходство отечественного продукта. Он оказался не только дешевле импортного, но и качественнее, так как извлекается не из панцирей морских ракообразных, а из кутикул насекомых, или, если выражаться более понятным языком, внешних оболочек как собственно мух, так и их личинок и куколок.
— Высокое качество нашего продукта объясняется тем, что в нем наряду с хитозаном содержится пигмент меланин — активный антиоксидант, и для извлечения этого комплекса из хитина мы не используем агрессивные кислоты, — говорит директор ООО «БелРосБиоТех» Виталий Промчук. — В результате хитозан-меланиновый комплекс сохраняет плотную пленкообразующую природную структуру, что отличает его от рыхлого чистого хитозана, полученного из ракообразных. Тандем меланина и хитозана оказывается исключительно полезным: первый компенсирует в организме человека недостаток природного пигмента, которого в пасмурную погоду, типичную для нашей не совсем солнечной страны, вырабатывается мало, второй поглощает токсины и радионуклиды. К тому же технология, разработанная соучредителем нашего предприятия Кириллом Жминько, не причиняет ущерба окружающей среде, а несет только пользу, так как мы утилизируем отходы животноводства, в том числе и павших животных. Их мясом питаются личинки мух, которые развиваются до нужного размера всего за 6 дней. В дело идет все. Из кутикул мы производим хитозан, а содержимое личинок перерабатываем в белково-липидный концентрат — чрезвычайно полезный ингредиент корма, используемого в рыбной и животноводческой отраслях. Остатки жизнедеятельности личинок тоже не пропадают. Они превращаются в гумус и биотопливо. Таким образом, из 100 килограммов выращенных личинок в сутки мы получаем до 18 килограммов белково-липидного концентрата и более 1 килограмма сухого хитозан-меланинового вещества.
Но, чтобы увеличить выпуск хитозана, требуется обеспечить отечественное «муховодство» сырьем. И на этот счет у директора брестского предприятия есть очень интересное предложение, к которому, как он надеется, Министерство сельского хозяйства и продовольствия отнесется с должным вниманием.
Дело в том, что для животноводческих и птицеводческих комплексов существует норматив по падежу, превышение которого чревато для руководства самыми жесткими мерами. Но на практике процент гибели молодняка нередко все же превышает отведенные лимиты. Поэтому павшие животные обычно хоронятся тайно, без всякой пользы. Так почему бы, спрашивает Виталий Промчук, не освободить директора от этой ответственности? В таком случае руководитель не будет скрывать потери и с выгодой сдаст павших животных (если речь идет не о случаях гибели от инфекционного заболевания) в цеха «БелРосБиоТех». В перспективе такие цеха могли бы появиться у каждого животноводческого комплекса, где из дарового сырья производилась бы ценная продукция. Далеко возить ее не нужно. Она может тут же вернуться на животноводческий комплекс в виде хитозановых препаратов, укрепляющих здоровье животных и увеличивающих привесы.
Кстати, именно с подачи брестчан представительство Международной инженерной академии в Республике Беларусь взялось продвигать выпуск отечественной продукции из хитозана собственного производства. И первой ласточкой в этом проекте стал «живой» бинт, изготовленный на Заводе горного воска.
По словам директора предприятия кандидата физико-математических наук Валерия Мулярчика, презентация установки «Nanospider» и созданных под нее технологий позволит собрать предложения от промышленности, вместе с учеными наметить план действий и в ближайшее время перейти к выпуску пробных партий уникальных перевязочных материалов. Если они покажут себя хорошо, то оправданным решением будет расширение новых производственных мощностей.
И как знать, не станет ли со временем экзотический пока для нас хитозан основой, формирующей ассортимент продукции Завода горного воска? Ведь делать резкие повороты для этого предприятия не впервой. К слову, торфяной горный воск, давший название заводу, здесь давно не выпускают.
На снимках: установка «Nanospider»; так из нановолокон хитозана формируется антисептическое покрытие перевязочных материалов.
