Наука + Отходы

Чем лучше всего лечить ожоги? Оказывается, скисшим молоком! Бурятские ученые разработали уникальный биогель на основе белка коллагена – из отходов молока и кожи!

Вот уже 15 лет как бурятские ученые занимаются поиском безопасного применения отходов животного происхождения. И в этом году им удалось совершить прорыв – разработать экологически чистый гель для лечения ожоговых ран. И сделан он без всякой химии –  только из кожи и молока!

Мало кто задумывается, что во время выделки пушно-мехового сырья образуются куски кожи, мездра и другие биологически опасные отходы, которые нужно грамотно утилизировать. То же самое касается и молочной продукции. Если же их не перерабатывать, то есть риск загрязнения окружающей среды. Например, люди просто сольют молоко в одно место – это может привести даже к закислению почвы, она станет непригодной для живых существ!

Выход из ситуации нашла бурятка Туяна Тумурова, кандидат технических наук из ВСГУТУ. В своей научной работе она вместе с Максимом Дерябиным и другими коллегами как раз предлагает экологически безопасное решение – использовать кожу животных для получения биополимера.

«Раньше кочевники перерабатывали шкуры животных скисшим молоком. Это был тяжелый ручной труд. К сожалению, эту технологию со временем забыли. В наше же время все процессы переработки шкур производятся с помощью химии. А это, в свою очередь, приводит к экологическим проблемам», – рассказала Туяна.

Оказывается, из молочной сыворотки можно сделать очень много полезного. Но в основном – для употребления внутрь. Так, в Монголии из скисшего молока делают конфеты, а в Тыве – даже мороженое! Они, конечно, обладают характерным запахом и привкусом, но при этом очень вкусные. И главное – это же чистый белок!

Но самое необычное применение скисшему молоку открыли именно в Бурятии – лекарство от ожогов из молока и шкуры зверя. Но почему все-таки выбор пал на ожоги? Тут все просто. Ожоговые раны самые распространенные, их легко получить в быту, но сложнее всего лечить.

Этапы приготовления чудогеля следующие. Само молоко нужно для выращивания в нем микроорганизмов: их «кормят» сывороткой – так и выходит кисломолочный продукт. Остатки кожи измельчают в кашицу и помещают в сыворотку. Постепенно вся эта масса становится однородной и превращается в гель. По своей консистенции она больше похожа на желе.

На весь процесс приготовления уходит одна неделя. Гель уже проверили в лаборатории на животных – результаты впечатляют! Следы от ожогов гораздо быстрее заживали у тех подопытных, которых мазали гелем.

Однако сегодня продукт находится только в самом начале своего пути – необходимы еще длительные клинические испытания, теперь уже на людях. И тем не менее, бурятские ученые надеются, что в перспективе полученные ими биополимеры будут широко применяться для лечения ожогов разной степени.

Ликбез по биорециклингу: часть 1

4. Вермикомпостирование. Переработки органики при помощи червей. Очень похожий на традиционное компостирование способ рециклинга, отличающийся тем, что в качествe основного двигателя переработки выступают не бактерии и микроорганизмы, а черви, поедая органику и перерабатывая ее в питательные субстраты для растений. Механика процесса схожа: сформировали бурт, запустили червей, ждем.

По истечению регламентированного времени считаем, что черви все съели, пропустили через себя и выдали готовый продукт. Теперь, в зависимости от нашей кровожадности, мы или втыкаем в один край бурта электроды и даем ток, чтобы черви ползли "на выход", где мы их и собираем, или пропускаем субстрат вместе с червями через измельчитель, тем самым повышая его питательную ценность, но испытывая некоторую неловкость перед ними.

Несмотря на то, что в настоящее время выведено множество видов червей под определенные климатические условия и виды отходов, в силу специфики процесс переработки в открытых буртах возможен только в весенне-летний период. Зимой ситуация выглядит как-то так

На мой субъективный взгляд, в открытом виде такая технология возможна на широтах южнее Москвы. Использование закрытых бункеров и модулей позволяет решить эту проблему, но вопрос об экономической целесообразности сего действа остается открытым.

Плюсы: простая технология, высокое качество конечного продукта, медитативность процесса.

Минусы: низкая интенсивность переработки, ограниченность использования в осенне-зимний период.

Вермикомпостирование при помощи красных калифорнийских червей в США

5. Термическая сушка. Чистая физика - нагреваем материал, уменьшаем влажность. За счет термообработки погибает вся патогеника, а готовый продукт - сухой и рассыпчатый. Хотим еще уменьшить влажность - повышаем температуру и срок переработки.

Подобные установки применяются во многих отраслях, в рециклинге - не очень часто в силу высокой энергоемкости процесса.

Плюсы: отлаженная и простая технология, на выходе - сухой продукт.

Минусы: конские затраты на электроэнергию, высокие потери питательных веществ.

Установка для термической сушки птичьего помета в Китае

6. Пиролиз. Загружаем отходы в бак, создаем зону разрежения (вакуум) и нагреваем отходы до 600-800°С. В результате такой шоковой терапии все, что может уйти в газообразную форму - уходит в виде пиролизного газа. Оставшаяся часть сгорает и может быть использована в виде угля. Из пиролизного газа после очистки и переработки получается метан и масло, которые могут использоваться в промышленности.

Плюсы: максимальное уменьшение количества отходов, производство широкого спектра продуктов

Минусы: адское энергопотребление, танцы с бубном вокруг комиссий СЭС и Росприроднадзора для лицензирования технологии

Пиролизная установка в Белоруссии

Могут ли микроскопические бактерии очистить огромную горнодобывающую отрасль? Бактерии уже научились «поедать» металлические гвозди в ускоренном темпе, но справятся ли они со всеми отходами от добычи полезных ископаемых? Рассказываем по порядку.

Бактерии Leptospirillum способны «съесть» металлический гвоздь за три дня.

Металлолом – очень выгодный материал для переработки. В процессе он не теряет своих свойств, при этом металл можно бесконечно вовлекать во вторичный оборот. Но увы, по всему миру огромное количество этих отходов попадает на полигоны и нелегальные свалки.

Так происходит и в Чили. Страна является одним из мировых лидеров по добыче меди, на этот сектор приходится до 15% ВВП. Горнодобывающие предприятия продвигают экономику, но при этом губят природу. Отрасль производит очень много отходов. Их зачастую выбрасывают прямо в пустыне Атакама, где находится большая часть горнодобывающих предприятий Чили.

Медный рудник в чилийской пустыне Атакама.

Проблемой занялась 33-летняя биотехнолог Надак Реалес. В своей лаборатории она работает с микроорганизмами, которые «поедают» металл и способны выжить в условиях экстремальной температуры, кислотности или щелочности.

Гвоздь и шуруп, которые перерабатывают бактерии Leptospirillum.

Впрочем, неудивительно: сами бактерии тоже получены в экстремальных условиях. Надак Реалес извлекла их из гейзеров Эль Татио, которые находятся в горах Анд на высоте более 4200 метров над уровнем моря. Гейзеры расположены примерно в 350 км от ее лаборатории в Антофагасте.

Эль Татио – поле гейзеров в Южной Америке. Расположено в горной цепи Анд на высоте от 4200 до 4600 метров над уровнем моря.

Бактерии Leptospirillum окисляют металл, не нанося при этом вред экологии и здоровью людей. Такая технология может очень пригодиться в очистке отходов горнодобывающей промышленности. Побочный продукт переработки — раствор, из которого в процессе гидрометаллургии можно извлечь медь. То есть, бактерии не просто помогают безопасно утилизировать промышленные отходы, но еще позволяют более экологично добывать медь.

Ржавый гвоздь и бактерии Leptospirillum под микроскопом.

Биотехнолог проводила исследования в течение двух лет. Изначально бактериям нужно было два месяца, чтобы переработать один гвоздь. Но в условиях голода, чтобы приспособиться и прокормить себя, микроорганизмы начали быстрее «поедать» металл. Так за два года лабораторных испытаний время переработки сократилось с двух месяцев до трех дней.

Надак Реалес и ее бактерии, поедающие металл.

Однако проверить, с какой скоростью бактерии «съедят» металлический бункер или балку среднего размера пока не удалось — для этого лаборатории не хватает финансирования. Впрочем, горнодобывающие компании уже проявляли интерес к исследованиям. Не исключено, что они решат инвестировать в проект, который поможет сделать их производство более экологичным.