Новые биоразлагаемые упаковки разработали в лаборатории БГУ

Очисткой сточных вод с применением новых реагентов — твердых композитов, разработкой биоразлагаемых упаковок, а также другими зелеными технологиями интенсивно занимаются в лаборатории растворов целлюлозы и продуктов их переработки НИИ физико-химических проблем Белорусского государственного университета. О том, как продвигаются научные исследования и практические испытания, рассказывает заведующий лабораторией доктор химических наук, профессор Дмитрий Гриншпан.

— НИИ физико-химических проблем БГУ стал обладателем патента на изобретение способа повышения коагулирующей способности сульфата алюминия, который «работает» в сухой смеси коагулянтов с флокулянтами, сорбентами и регуляторами pH.

Состав этой смеси разработан в нашей лаборатории. Мы подготавливаем все компоненты в заданной степени дисперсности (измельчения) и в нужном соотношении, чтобы последовательность их действия достигалась за счет различной скорости растворения. Дело в том, что коагулянт — это низкомолекулярное вещество, обычная соль, поэтому растворяется в воде быстро. А флокулянт, объединяющий маленькие хлопья в большие, — полимер, и растворяется он значительно медленнее. Поэтому они друг другу не мешают, каждый выполняет свои функции в заданное время. Получается, что полимер еще не растворился, а коагулянт уже начал работу.

Наши порошковые реагенты — оригинальные. Они предназначены для использования в процессах водоподготовки и водоочистки на различных предприятиях, в том числе нефтехимической отрасли, и это будет экономически и технологически целесообразно.

— В чем преимущество таких реагентов?

— Они позволяют не только улучшить качество очищенной воды и уменьшить количество используемого коагулянта, но и упростить процесс очистки, сократив количество стадий введения реагентов с двух-трех до одной, и тем самым удешевить процесс. При этом количество реагентов снижается в 1,2—1,5 раза, появляется возможность отказаться от использования коррозионностойкого насосного и емкостного оборудования.

Все это подтверждено в ходе эксперимента по очистке сточных вод на Светлогорском целлюлозно-картонном комбинате. Было установлено, что разработанные в НИИ ФХП БГУ композиционные реагенты могут применяться в процессе очистки сточных вод завода беленой сульфатной целлюлозы для удаления дурно пахнущих веществ, уменьшения нагрузки на биологические очистные сооружения и даже их исключения из технологического цикла.

— Интересно, можно ли применять ваш сухой способ, не перестраивая очистные сооружения предприятия?

— Да, строить новые очистные сооружения не требуется — можно использовать имеющееся оборудование. Единственное нововведение — вместо дозатора для жидких компонентов необходимо будет установить дозаторы для сыпучих веществ. Такое оборудование давно известно и применяется, например, в пищевой промышленности. То есть речь идет только об оптимизации процесса очистки.

— Совместная инновационная разработка химического факультета БГУ и НИИ физико-химических проблем БГУ — съедобные пленки. Что делается для их применения на практике? Как вы оцениваете реалии мирового рынка этого вида продукции?

— Мировой рынок съедобной упаковки постоянно растет. Ее производят в США, Китае, Германии, Японии, Франции. А вот в Беларуси и России не выпускают съедобные пленки и покрытия, равно как и новые гидрофильно-гидрофобные упаковочные материалы. Зарубежные образцы нам тоже не поставляют. С одной стороны, это плохо, с другой — хорошо, потому что у нас нет конкурентов.

Наши технологии содержат ноу-хау и получат защиту в виде евразийских патентов. Мы полагаем, что новая продукция будет востребована не только внутри страны, но и на внешних рынках, например в Индии, Вьетнаме. Ведь съедобные пленки — это идеальная безотходная первичная упаковка для липких конфет, меда, сахара, съедобных тарталеток для выпечки, а также порционная упаковка для какао, кофе, чая, круп, спортивного питания, специй и т.д.

Кроме того, мы обнаружили поразительный эффект: сочетание в одном композиционном материале гидрофильных и гидрофобных свойств в разы увеличивает сроки хранения продуктов, в частности мяса и колбасных изделий. При этом съедобная упаковка может улучшать вкус продуктов. Для этого в ее состав вводят специальные добавки. Так, черешня, покрытая пленкой из гранатового сока, не только дольше остается свежей, но и приобретает новый двойной вкус.

Еще одно наше достижение — создание тонких ородиспергируемых пленок. По сути это матрица из пищевых полимеров, в которую внедрены биологически активные ингредиенты. Такая пленка быстро растворяется в полости рта, обеспечивая проникновение активных веществ непосредственно через слизистую оболочку, а не через желудочно-кишечный тракт. В результате мы получили новую высокоэффективную форму лечебных препаратов и БАДов, альтернативную традиционным таблеткам, капсулам и инъекциям. Такие пленки не нужно проглатывать или запивать водой. Это особенно важно для пациентов с нарушением процесса глотания, а также для младенцев и людей преклонного возраста.

Параллельно мы разработали экологичную замену упаковке TetraPak — «БелБиоПак». В составе инновационной продукции нет таких бионеразлагаемых компонентов, как алюминиевая фольга и полиэтилен. При этом «БелБиоПак» сохраняет все ключевые характеристики и барьерные свойства, присущие TetraPak.

— Дмитрий Давидович, если подвести итог, то что уже сделано и что еще предстоит в плане совершенствования экологичных упаковок?

— Мы уже подобрали биоразлагаемые полимеры и разработали методики приготовления формовочных композиций на их основе для получения съедобных пленок, покрытий и многослойных материалов. Технологии формования пленок успешно прошли апробацию на опытно-промышленной установке.

На данный момент мы изучили физико-механические свойства этих инновационных материалов и определили потенциальные области их применения, а также изготовили прототипы известных терапевтических препаратов и БАДов в виде новой лекарственной формы — oral strips, то есть ородиспергируемых пленок-полосок.

Впереди углубленное изучение полученных материалов. Предстоит оценить их антимикробную и антиоксидантную активность, детально исследовать структуру и физико-химические свойства. Планируем акцентировать внимание на кинетике растворения пленок в модельных средах и скорости высвобождения активных ингредиентов из их полимерной матрицы.

В конечном счете заинтересованным предприятиям будут предложены готовые технологические решения для внедрения наших разработок в опытно-промышленное и промышленное производство.

ФОТО Елизавета Лукашун