Разработан метод получения компонента нейлона из растительных отходов

Ученые создали гибридную систему обработки лигнина, который используется при производстве нейлона. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Новый метод сочетает химическую обработку с использованием специально модифицированных микроорганизмов и позволяет получать адипиновую кислоту — ключевой компонент синтетического волокна — из отходов бумажной и биотопливной промышленности.

Лигнин представляет собой природный полимер, придающий прочность растениям. Ежегодно производство бумаги и биотоплива генерирует миллионы тонн лигнина в качестве побочного продукта. На сегодня большинство этого лигнина либо сжигается как топливо низкой ценности, либо просто выбрасывается. Новый процесс позволяет превратить эти отходы в промышленное сырье.

Процесс начинается с измельчения древесины и извлечения из нее лигнина. Полученное масло, содержащее ароматические соединения, подвергается химической обработке в реакторе, где удаляются кислородсодержащие группы. Далее материал преобразуется в водорастворимые ароматические кислоты. На завершающем этапе модифицированная бактерия Pseudomonas putida преобразует эти соединения в муконолактон, который затем химически конвертируется в адипиновую кислоту.

В экспериментах выход адипиновой кислоты составил около 26 процентов от массы использованного лигнина. По оценкам разработчиков метода, при дополнительной оптимизации процесса выход может увеличиться до 57 процентов. Для сравнения: современные способы обработки лигнина обеспечивают выход лишь около 20 процентов целевого продукта и приводят к образованию сложных смесей химических соединений, которые трудно разделить и очистить.

Исследователи протестировали метод на разных видах древесины: тополе, сосне и березе. Система показала результативность при работе с различными источниками лигнина, что позволяет применять разработку в промышленности.

Традиционное производство нейлона в значительной степени зависит от ископаемого топлива и энергоемких процессов. Новый подход может снизить углеродный след при выпуске синтетических материалов и уменьшить объемы отходов биомассы.

Источник: Interesting Engineering