Tīrā materiāla ieguvei vispirms izmanto lielus sietveida filtrus, aiz kuriem ir aizvien mazāka izmēra filtri. "Tas nozīmē, ka aizvācam daļiņas, tad citas vēl mazākas vienības, beigās aizvācam pašu enzīmu, kas ir olbaltumviela, ko varam vēlreiz izmantot. Pašās beigās mēs arī cukuru sakoncentrējam. Pareizo membrānu pareizā daudzumā piemeklēšana manā vērtējumā ir vienīgais izdevīgais risinājums šķīduma attīrīšanai. Protams, tās mēdz aizsērēt, tās ir jātīra kā jebkurā ražošanā," filtra nepieciešamību pamato L. Mežule.
Viņa vērš uzmanību, ka ūdeni aprites ciklā izmanto atkārtoti. Vairākas reizes var izmantot arī enzīmus. Profesore Mežule teic, ka tie nav izmantojami mūžīgi – neviena molekula nav mūžīga. Secināts, ka šķelšanas process darbojas pietiekami labi, ja nākamajā ciklā pie "vecā" enzīma pievieno 30 procentu svaigu enzīmu. "Ik reizi aprites ciklā ir kaut kādi zudumi, un atlikusī nesašķeltā masa, cietās daļiņas ir materiāls biogāzei," piebilst projekta vadītāja.
Ir pilotiekārta un tehnoloģija
RTU pētnieki projekta laikā uzbūvēja pilotiekārtu un izveidoja ražošanas tehnoloģiju, kas kādam interesentam, uzņēmējam ir jāpārceļ uz ražošanas vidi. Iespējams, šā gada rudenī kāds mežsaimniecības nozares uzņēmējs iesniegs LAD projekta pieteikumu iepriekš aplūkotas tehnoloģijas izmantošanai koku atlikumu pārstrādē.
L. Mežules vadībā citā projektā izpētīts, ka enzīmu tehnoloģijas izmantošana notekūdeņu dūņām ir ar augstu potenciālu, tomēr patlaban nav saimnieciski izdevīga. Ziemeļvalstu pieredze, tostarp Zviedrijas un Norvēģijas pieredze, ir no mežizstrādes atkritumproduktiem gatavot etanolu, biodegvielu. Tas esot komerciāli iespējams.
Ja Latvijā būtu rūpnīca, kas ražotu bioetanolu no graudiem, tad pielikt blakus sistēmu, hidrolīzes reaktoru un palaist līniju, lai ražo papildu substrātu, nebūtu izaicinājums.
"Būvēt rūpnīcu no nulles neatmaksāsies," brīdina L. Mežule. Citu valstu pieredze ir šāda: ja ir pamatrūpnīca ar augstvērtīgo kultūraugu, kā blakusprodukts ir apstrādes atlikumi, tad līdzās uzstāda vienu reaktoru sistēmu, kur, piemēram, notiek hidrolīzes process un šo atkritumu frakciju arī var pārstrādāt. Ar iepriekš aplūkoto tehnoloģiju tas esot izdevīgi. Ja Latvijā būtu cukura ražotne, tad tieši tāpat – notiktu pamatprocess un tam blakus varētu uzstādīt vēl vienu iekārtu, kur izmanto biomasu.
Profesore teic, ka ir vērtēts arī enzīmu pielietojums mežizstrādes nozarē, kur varētu būt konteinera tipa risinājumi. "Konteineros atkritumiem varētu veikt hidrolīzi, dabūt pirmo cukura šķīdumu un tad tālāk to transportēt un izmantot. Kaut ko līdzīgu dara Lietuvā ar atšķirīgām tehnoloģijām. Veicot pirmapstrādi ražošanas vietā, būtu jāpārvadā cisterna ar materiālu, nevis visa biomasa. Visnepareizāk ir šos atlikumus dedzināt," uzsver profesore L. Mežule.
Kāds man no tā labums?
Linards Kļaviņš PhD, Latvijas Universitātes Eksakto zinātņu un tehnoloģiju fakultātes pētnieks: "Biotehnoloģijas ir nozare, kurā apvienojam tehnoloģiskus risinājumus ar bioloģiskajām sistēmām, lai iegūtu cilvēkam nepieciešamus produktus. Pēdējo 30 gadu laikā izveidotā izpratne par bioloģisko sistēmu darbības pamatprincipiem ļauj mums manipulēt ar dažādiem organismiem un izmantot tos, lai gūtu kādu labumu sev. Konkrētais projekts ir apskatījis dažādu sēņu unikālo spēju veidot enzīmus, kas var degradēt un sagraut celulozi un citus "smagsvarus", lai atbrīvotu šos lielos savienojumus veidojošās vienības – ogļhidrātus jeb cukurus.
Latvija ir bagāta ar mežiem un pļavām, šīs ekosistēmas veido augi jeb biomasa. Saimnieciskās darbības laikā ražo biomasas atlikumus, kas uzskatāmi par atkritumiem, un tos nereti dedzina siltumenerģijas ieguvei. Pielietojot biotehnoloģijas, šo pašu biomasu var pārveidot ne tikai enerģijā (sadedzinot), bet arī daudzos citos vajadzīgos produktos. Izmantojot sēnes un tajās veidojošos enzīmus, mēs varam panākt biomasas transformāciju – pārveidot to citā formā – cukurā, kuru var pielietot daudz un dažādos risinājumos. Līdzīgi kā mežā nokritis koks, kas gadu desmitu laikā sadalīsies un dos barību citiem mežā esošiem augiem, baktērijām, tāpat to varam darīt arī mēs, tikai daudz ātrāk – izmantojot biotehnoloģijas.
Cukurs ir pamata izejviela, enerģijas avots, kas ir nepieciešams dažādu organismu funkcionēšanai un augšanai.
Pētījums parāda iespējas izmantot nevajadzīgus, praktiski atkritumproduktus, lai iegūtu citus, daudz vērtīgākus produktus. Kāpēc izmantot šo nevajadzīgo biomasu, ja cukuru varam nopirkt veikalā? Prātīgāk ir izmantot pārtikas produktu pārtikā, nevis citu organismu barošanai. Izmantojot demonstrēto pieeju, potenciāli var iegūt lētāku izejmateriālu, kam ir vietēja izcelsme.
Ir jāņem vērā arī Latvijas ģeopolitiskā situācija. Mums ir jāiemācās izmantot vietējas izcelsmes izejmateriālus, pielietojot savas zināšanas. Latvijas potenciāls biotehnoloģiju ieviešanā ir milzīgs – mums ir augsti kvalificēti speciālisti, kas jau patlaban pēta šādus risinājumus, tehnoloģiju attīstība un pieejamība dos mums iespēju ieviest šāda veida ražošanu arī Latvijā. Iepriekš aplūkotie risinājumi ļautu iegūt resursu neatkarību, bioetanolu, šķīdinātājus industriālo produktu ražošanai mēs varētu ražot šeit pat. Iespējams, pat sarežģītākus biotehnoloģiju produktus, arī insulīnu un vakcīnas. Šādus mērķus var sasniegt, vien veicot padziļinātus pētījumus par dažādu organismu veidotajām molekulām, šo molekulu īpašībām, iedarbību un galu galā par procesa izveidi un optimizāciju galaprodukta iegūšanai."
Kārlis Zariņš, RTU Būvniecības un inženierzinātņu fakultātes 3. kursa students: "Mēs pētām, kā sēnes var kļūt par dabas ražotni – ne tikai pārstrādājot atkritumus, bet arī veidojot jaunus materiālus. Patlaban darbojamies ar sēņu kompozītmateriāliem, kas var aizvietot putuplasta iepakojumus. Šie sēņu kompozītmateriāli ir bioloģiski pilnīgi noārdāmi, un to ražošanai nav vajadzīga ne ķīmiskā sintezēšana, ne liels enerģijas patēriņš.
Vienlaikus, sadarbojoties ar Latvijas sēņu audzētājiem, izstrādājam metodes, kā no sēņu biomasas iegūt uztura bagātinātājus. Mūsu mērķis ir veidot vietēju, aprites saimniecībā balstītu ražošanu, kur atkritumi kļūst par resursu. Sabiedrībai tas nozīmē videi draudzīgākus produktus, jaunas darba vietas reģionos un soli tuvāk ilgtspējīgai nākotnei."
Projekta rezultāti
- Izstrādāta efektīva, videi draudzīga bezatlikumu tehnoloģija lignocelulozi saturošas biomasas pārstrādei, lai iegūtu cukurus, ko iespējams pārcelt uz ražošanas vidi, piemēram, koku atlikumu pārstrādē.
- Patentēta jauna tehnoloģija – daudzpakāpju membrānu sistēma.
- Atklātas sēņu kultūras, kas spēj ražot ļoti daudz un efektīvus enzīmus, ar kuriem var pārstrādāt dažādus substrātus, biomasu, atkritumu produktus.
- RTU pētnieki sadarbībā ar SIA "Bio Re" izveidoja dažādiem iespējamajiem substrātiem izmantojamu, no sēņu enzīmiem gatavotu maisījumu, kas no viena kilograma sausas biomasas var saražot 250 gramus cukura.
- Iesaistīti jaunie zinātnieki un pētnieki, maģistranti un doktoranti, kas veic turpmākus pētījumus un rada komercializējamas tehnoloģijas.
Avots: RTU
Eiropas Savienības finansēts. Paustie viedokļi un uzskati atspoguļo autora personīgos uzskatus un ne vienmēr sakrīt ar Eiropas Savienības vai Eiropas Komisijas viedokli. Ne Eiropas Savienība, ne Eiropas Komisija nenes atbildību par paustajiem uzskatiem. #ieguldījumsizaugsmē
-7.8 °C
