Химики УрФУ научились перерабатывать отходы в биотопливо и лекарственные вещества

Инженеры-исследователи лаборатории органического синтеза Уральского федерального университета разработали технологию переработки промышленных и бытовых отходов с содержанием природных полисахаридов, в том числе целлюлозы и хитина. По их словам, ферменты, которые используются в процессе, экологически безопасны, а на выходе можно получить лекарственные вещества.

Разработкой технологии занимались инженеры-исследователи Дарья Тамбасова и Полина Любякина под руководством профессора Елены Ковалевой. Для переработки отходов ученые используют различные гетерогенные катализаторы на основе оксида алюминия. Ферменты с оксидом «склеивает» органическая прослойка, в качестве связывающих агентов выступают глутаровый альдегид либо силаны (кремневодороды). Этот способ более экономичный, по сравнению с традиционными методами.

«Данная система представляет собой трехслойный „пирог“. Первым слоем выступает оксидный носитель, далее — связывающий агент, и завершает эту структуру фермент. Погруженные в водную среду, катализаторы в течение суток разлагают природные полисахариды до моносахаров. Функция носителя оксида алюминия — обеспечивать многократное использование ферментов до тех пор, пока они не исчерпают свою активность. Так как ферменты — дорогостоящие соединения, их иммобилизация на носителях удешевляет процесс переработки полисахаридов», — описывает Дарья Тамбасова.

Химики уверяют, что ферменты, которые они используют для переработки отходов, экологически безопасны. В технологии не задействуются агрессивные и токсичные щелочи и кислоты, поэтому сам процесс переработки полисахаридов и получаемые продукты не наносят урона окружающей среде. Более того, получаемые продукты могут использоваться в медицинских целях.

«Спирт, получаемый из целлюлозы с помощью нашей технологии, не содержит вредных примесей и может применяться как биотопливо и в медицинских целях. Кроме древесины, наши катализаторы способны перерабатывать отходы, содержащие хитин — тяжело разлагаемые хитиновые панцири креветок и других членистоногих. В результате мы получаем глюкозамин — лекарственное вещество, полезное для суставов. Разработанные гетерогенные каталитические системы можно использовать и для переработки бытового мусора с содержанием органических примесей, это безопасно, в противоположность технологии сжигания», — комментирует Дарья Тамбасова.

Разработка ученых предусматривает многоразовое использование материалов — оксида алюминия, ферментов и их комплексов, а производство безотходное. Метод можно применять к переработке вредных отходов, а на выходе получать не только лекарственные вещества, но и биотопливо. По данным УрФУ, технология не имеет аналогов. 

Напомним, в прошлом году группа ученых УрФУ занималась разработкой биотоплива на основе пресноводных водорослей. Также ученые при университете  использовали водоросли для разработки беспохмельного пива.