Если выразить суть этого открытия более точно, специалисты нашего политеха разработали способ производства высших жирных спиртов из возобновляемого сырья – растительного масла. Новую технологию уже называют научным прорывом, ведь аналогов такого производства в России нет. Жирные спирты широко используются в косметической и фармацевтической промышленности, они служат основой для лекарств, шампуней, кремов, лосьонов, стиральных порошков и многого другого.
Реальные знания для реального сектора
Заслуга в разработке новой методики принадлежит аспирантке 4-го курса ТвГТУ, специалисту по учебно-методической работе 1-й категории, инженеру-лаборанту Маргарите Монжаренко. Осуществить успешные исследования ей помог грант от Фонда содействия инновациям. Полностью завершить разработку она планирует в начале 2025 года. Имеется в виду, что к этому сроку полностью закончатся лабораторные исследования, а итогом работы станет готовая технология производства, которую можно внедрять.
Маргарита родилась в Твери, школу окончила в Вышнем Волочке и после 11 класса поступила в бакалавриат ТвГТУ на специальность «Биотехнология». В 2018 году перешла в магистратуру по специальности «Химия биологически активных веществ». Затем поступила в аспирантуру по направлению «Кинетика и катализ» и сейчас учится на завершающем 4-м курсе. В семье к химической науке ближе всего были, наверное, бабушка и дедушка – военные врачи.
Здесь стоит ненадолго отклониться от русла нашего рассказа и напомнить читателям о временах, когда престиж профессии определялся совсем иными критериями. Так, в «лихие 90-е» многие школьники мечтали стать рэкетирами, а школьницы – путанами. Затем в моду вошли всякого рода менеджеры, юристы, финансовые аналитики и консультанты. Все эти люди оперировали некими неосязаемыми материями, но однажды все-таки настало время, когда стране вновь потребовались грамотные инженеры, ученые, рабочие.
И, как оказалось, наши вузы не разучились готовить таких специалистов. А в 2020 году алтарь тверской науки украсили специальные губернаторские премии молодым ученым, студентам, аспирантам и научным коллективам, призванные стимулировать научный поиск тверитян. Эти региональные премии вручаются за выдающиеся результаты в научно-исследовательской работе, разработку образцов новой техники и технологий, способствующих развитию науки и инноваций на территории Тверской области. Практика денежной стимуляции была внедрена по личной инициативе главы области Игоря Рудени.
Так, в минувшем году лауреатами этих премий стали 22 человека - представители Тверского государственного университета, Тверского государственного технического университета, Тверского государственного медицинского университета и Тверской государственной сельскохозяйственной академии. Победители стали лучшими в номинациях «Техника и технологии», «Сельскохозяйственные науки», «Гуманитарные и социальные науки», «Естественные и точные науки», «Медицинские науки», «Оборонно-промышленный комплекс», «Импортозамещение», «Фармацевтика», «Защита и охрана окружающей среды».
Размер премии в номинации «Студент года» составляет 50 тысяч рублей, в номинации «Аспирант года» – 100 тысяч, в номинации «Молодой ученый года» – 100 тысяч. В номинации «Лучший коллектив ученых» за третье место выплачивается 150 тысяч рублей, за второе – 200, за первое – 250 тысяч рублей. Лауреаты специальных номинаций премируются суммой 100 тысяч рублей. С момента учреждения премии на предприятиях Верхневолжья внедрено 45 разработок ученых, победивших в научном конкурсе.
Ни года без награды!
В 2021-м «Аспирантом года» побывала и героиня нашего рассказа. Впрочем, для поощрения и стимулирования отечественной науки существуют, разумеется, не только региональные меры поддержки. Так, Маргарита Монжаренко со своей темой «Разработка технологии производства жирных спиртов из возобновляемого сырья» уже становилась победителем Всероссийского инженерного конкурса 2021/22, в финал которого вышли около 300 студентов и аспирантов со всей страны.
Тема оказалась в списке приоритетных направлений научно-технологического развития России, и Маргарита попадает также в число лауреатов специализированных конкурсов 19-й ежегодной областной выставки «Изобретатель и рационализатор-2022».
А весной 2023 году ученые ТвГТУ оказались среди победителей и призеров ХХVI Московского международного салона изобретений и инновационных технологий «Архимед». Тверской политех завоевал три медали. "Золото" получила разработка «Катализатор синтеза Фишера-Тропша и способ его получения» за авторством доктора химических наук Михаила Сульмана, кандидатов наук Марии Марковой, Антонины Степачевой, Александры Гавриленко, Бориса Тихонова, аспирантки Маргариты Монжаренко и студентки Аксиньи Семеновой.
- Выставки и конкурсы помогают набраться опыта в публичных выступлениях, показать свою разработку и услышать от компетентных специалистов полезную критику, замечания и наставления, - объяснила Маргарита важность публичных мероприятий для становления молодого ученого.
И, наконец, Маргарита Монжаренко выходит в финал конкурса «УМНИК» Фонда содействия инновациям, где в числе пяти лучших завоевывает грант в размере 500 тысяч рублей. Характерно, что выбор жюри во всех пяти случаях пал на проекты реального сектора экономики, то есть на инновации, которые, так сказать, можно пощупать руками.
В разговоре с корреспондентом «МК в Твери» Маргарита подтвердила, что и дальше планирует активно участвовать в различных конкурсах, научной работе. В будущем девушка видит себя преподавателем университета или колледжа, будет стремиться и к научной степени. Важную роль в выборе этого пути сыграли наставники молодой исследовательницы – преподаватели с кафедры биотехнологии химии и стандартизации ТвГТУ, в особенности научный руководитель Антонина Анатольевна Степачева, которая поддерживает и помогает начинающей ученой.
Богатство в пережаренном масле
Над технологией получения жирных спиртов из растительного масла Маргарита Монжаренко работает еще с магистратуры. Вместе с наставниками сравнивали данные, изучали статьи, различную литературу, процессы, которые используются в производстве жирных спиртов. В самых общих чертах наша героиня придумала получать жирные спирты из растительного сырья, используя магнитные катализаторы, которые можно легко отделять магнитом от реакционной смеси и использовать повторно. Это делает процесс более дешевым и экологически безопасным. На сегодняшней стадии исследований подбираются оптимальные условия для процесса (температура, давление водорода, скорость перемешивания, различные катализаторы, растворители) и, варьируя условия, определяется выход продукта.
По словам Маргариты, не всегда все шло гладко.
- Были сложности, так как на лабораторные исследования нужно много времени – опыт идет около 6 часов. Бывало, что я поздно отбирала пробы, происходило перегидрирование (присоединение лишней молекулы водорода), и все шло насмарку. Зато когда выход продукта с нужным катализатором был около 96,8 % по сравнению с другими процессами производства жирных спиртов, пришла мысль об успехе.
По словам Маргариты, востребованность технологии, позволяющей получать жирные спирты даже из самого обычного подсолнечного масла, даже «прогорклого», уже использованного для жарки, обусловлена ростом спроса на них в России и при этом отсутствием собственного производства. Оказывается, в нашей стране производства жирных спиртов на данный момент нет. Для фармацевтичеких, косметических, кожевенных, текстильных промышленностей жирные спирты привозят из-за границы. За границей в производстве используют разное сырье, не растительное (газы, олефины, животное сырье, парафины). Но если внедрить способ нашей землячки, себестоимость конечного продукта составит около 210 рублей за 1 килограмм, то есть совсем недорого.
Спирт из зонтика
Получать ценное парфюмерное сырье из прогорклого растительного масла – отнюдь не единственное наукоемкое ноу-хау ученых Верхневолжья. Свой весомый вклад в решение вопросов экологии и одновременно получение горючего для полевой техники готова внести и Тверская сельскохозяйственная академия. Студенты ее инженерного факультета Георгий Зюзин, Полина Алексеева и Павел Гржива под чутким руководством преподавателей аграрного вуза додумались, как делать топливо для тракторов из борщевика.
Это чрезвычайно вредоносное и живучее растение, кажется, способно прорасти и укорениться даже на безводном Марсе, а уж среднюю полосу России гигантские зонтики облюбовали давно и прочно. Борщевик охотно оккупирует и деревенскую пашню, и обочины дорог, и городские парки. И вдруг оказалось, что можно и горючее из жгучей зеленой массы получать. А если точнее, то элемент топлива.
Студенческий проект ТГСХА «Биоэтанол» вошел в Топ-40 федеральной программы для молодых предпринимателей «Я в деле» за 2023 год. По задумке авторов, скашивание растения для последующего производства топлива устранит засоренность земель этим растением и снизит нехватку недорогого топлива для сельхозтехники.
Биоэтанол – это знакомый нам этиловый спирт C2H5OH, только получаемый из различных видов растительного сырья. Не в силах полностью искоренить борщевик, ученые-аграрии попробовали выработать из него что-то полезное. После сбраживания сырья удалась перегонка материала в биоэтанол. Он подходит в качестве добавки к дизельному топливу для улучшения экологических параметров и технических характеристик работы дизельных двигателей.
К слову, идея в принципе ненова, и в ТГСХА уже пытались добывать горючее из борщевика. На проект даже выделялся федеральный грант, но инновация не заинтересовала хозяйственников.
Между тем биоэтанол вырабатывается в мире миллиардами тонн, в его производстве лидируют Бразилия и США. В Бразилии его делают преимущественно из сахарного тростника, а в США – из кукурузы.
Но куда продуктивнее в качестве сырья использовать борщевик Сосновского. С гектара борщевика ориентировочно можно получить до 25000 литров биоэтанола. Для сравнения: гектар сахарного тростника подарит лишь 4550 литров спирта – в пять с половиной раз меньше.
Интересно, если идея гнать спирт из борщевика выгорит, гигантские зонтики вновь превратятся в нужную и выгодную сельскохозяйственную культуру?
