Что можно сделать из борщевика как бизнес
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 04.10.2024
Ежегодно из бюджета тратятся миллионы рублей на борьбу с опасным сорняком, но может стоит найти ему полезное применение?
Ученые, изучившие борщевик на предмет производства биотоплива, нашли способ сразу убить двух зайцев: заменить используемые методы производства биоэтанола из культур продовольственного назначения и получить дешевое биотопливо, а также решить проблему распространения и вредоносности борщевика как агрессивного инвазионного вида за счет сбора дикорастущих растений.
Патент на переработку борщевика Сосновского приобрело Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии).
Получение биоэтанола из борщевика происходит в несколько этапов: сначала сбор и измельчение зеленой массы, получение сока и добавление в него дрожжей или специальных спиртовых бактерий. Бактерии превратят сахарозу в глюкозу и фруктозу, а затем в этанол и углекислый газ. Процесс брожения может занять 3–5 дней. Полученный биоэтанол можно использовать для производства биотоплива.
Касательно биотоплива, в наши дни наиболее распространены топливные смеси с низким содержанием этанола — Е5, Е7 и Е10. В США и Бразилии достаточно широко применяется Е85 — смесь, содержащая 85% этанола и 15% бензина. Существует также Е95. Кстати, компания Skania начала разрабатывать дизельный двигатель для автобуса, работающий на 95% этаноле еще в середине 80-х годов.
Угораздило меня обжеться борщевиком - высоким стеблевидным сорняком со рваными листьями. Известность его в народе велика. Кроме своей подлой сорнячной сущности, выливающейся в заполонение дачного участка, сок сего растения опасен для человека: он вызывает ожоги. Но статья на Википедии, ссылка на которую выше, благодушна. Почему?
Всё дело в том, что борщевик сам по себе не опасен, и сок его не опасен, а эффект ожога (вплоть до второй степени!) возникает из-за содержания в соке особых эфирных масел, вызывающих повышенную чувствительность к солнечному свету . Причём, эти масла распределены по всему растению, от корней до кончиков листьев. То есть, растение полностью можно переработать для получения масел, имеющих, между прочим, большую пользу.
Конечно, вторая степень ожога - это страшно. Но! Почему бы не применить эти масла для производства средств автозагара, значительно разбавив их другими ингредиентами? Представляю уже колосящиеся поля борщевика! Его неприхотливость садоводам общеизвестна: ни повреждения ствола его не убивают, ни скудость полезных веществ в почве его не угнетают, ни даже корчевание. Растение по осени разбрасывает семена, после чего его вывести не удастся, кроме как вытравлением корневищ. Итак, мы имеем сорняк с потрясающей жизнеспособностью.
Разбавлять эфирные масла мы можем, к примеру, не обладающим запахом конопляным маслом. Растения конопли можно выращивать на соседнеих плантациях. Нам понадобятся так же красители и ароматизаторы, в качестве которых может послужить ещё один сорняк - мята. Она заполоняет пространства участка не хуже, чем полынь или бузина.
В итоге мы получаем прекрасное средство автозагара: светло-травяное масло с приятным мятным запахом. При этом, заметим, оно абсолютно натурально! Будучи разлито в аэрозольные болончики механического типа, более конкурентной замены не найти.
В мае борщевик снова начнёт пробиваться сквозь землю. Им зарастут обочины дорог, берега рек, леса, тысячи гектаров сельхозугодий превратятся в непроходимые ядовитые джунгли. Одичавший сорняк освоил огромные территории Тверской области. Попытки выкосить и вытравить оккупанта до сих пор не увенчались успехом.
Учёные и студенты придумывают способы борьбы с захватчиком.
Вячеслав Голубев говорит, что сотни миллионов рублей безрезультатно уходят на борьбу с борщевиком. При этом от зелёной заразы можно получить много пользы. Для этого необходимо задействовать научные силы. В академии из борщевика научились получать спирт. Учёные пробуют добавлять его в топливо, возможно спирт окажется пригодным и в качестве самостоятельного топлива.
Новая жизнь старого рецепта
Принцип переработки борщевика в спирт достаточно прост и знаком многим жителям Верхневолжья.
– Наша установка представляет собой обычный самогонный аппарат. Собрали его буквально на коленке. Принцип такой же, как и при получении самогона – перегонка браги. Но мы не используем сахар. Во-первых – в целях экономии, во-вторых – в борщевике и без того содержится сахара. Причём его даже больше, чем обычно добавляется при производстве самогона. Брага состоит из массы борщевика, воды и дрожжей,
– рассказал Вячеслав Голубев.
Летом прошлого года студенты скосили верхнюю часть борщевика, который рос на территории вуза, и отправили зелень в измельчитель. Полученную массу закрыли в бутыли и поместили в тепло. Как сказал заведующий кафедры, ходит брага как и обычная – до двух недель. После её отправляют на перегонку.
– Единственная проблема с которой столкнулись – ядовитый сок борщевика. При подготовке браги необходимы серьёзные средства защиты, чтобы защитить кожу, глаза и дыхательные пути. Мы пока делаем брагу в малых объёмах, чтобы обезопасить ребят. После первой перегонки из борщевика вполне реально получить 50-процентный этиловый спирт. Крепость – так себе. Но ведь сырьё бросовое, а мы его просто выкидываем, – считает учёный.
– В наших лабораторных условиях получать чистый спирт довольно сложно. Как компонент производства возникает вода. С ней появились трудности. Чистое дизтопливо хорошо смешивается со спиртом при температуре более 36 градусов. Но с водой оно смешивается значительно хуже. Эмульсия начинает распадаться. Поэтому следующий этап нашей работы – создание эмульгатора. Он будет смешивать все компоненты,
– объяснил ответственный за испытания доцент Александр Виноградов.
Без химии
По его словам, сегодня никто не может сказать, откуда в стране появился борщевик и почему он ежегодно захватывает сотни тысяч гектаров. В Советские годы он входил в силосную культуру, растение активно культивировалось. Но фермеры не обрадовались дармовому фуражу. Борщевик оказался бесполезным растением – пришёлся не по нраву коровам. Да и вокруг полно другой травы, которую животные любят. Кроме того, молоко из-за такого корма стало горьким, упало качество мяса, а колхозники получали ожоги при заготовке фуража.
– В какой-то момент борщевик вышел из-под контроля и начал стремительно осваивать земли. Но никто толком не знает, когда это произошло. Так же, как никто не знает, что сейчас делать с борщевиком. Кроме как бороться с ним с косами в руках, получая при этом ожоги, ничего эффективнее не предложено. Вот поэтому и надо подключать науку. Только мы можем совместить и испытать все методы,
– считает Вячеслав Голубев.
Корень зла
Злостный враг полей даёт огромный простор, на котором студенты Тверской сельхозакадемии проявляют своё новаторское мышление. Они модифицировали резаки косилки на базе мотокультиватора. Студенты приварили к лезвиям рёбра, направленные вниз. Благодаря этому косилка не только скашивает борщевик, но и фрезерует землю. Эти рёбра измельчает корневища, залегающие в почве на глубине, и борщевик уже не прорастает.
Вячеслав Голубев показал ещё одну модификацию косилки. Её резаки расположены под углом. Они также углубляются в землю и обрубают корни. Срез при этом получается под углом. Ранее ботаники выяснили: если корень срезать прямо, вскоре он снова прорастёт. Такого не произойдёт, если срез сделать под углом. Все эксперименты на территории вуза показали положительные результаты.
Но, как известно, коварство борщевика – в его семенах. После скашивания они всё равно остаются в земле и могут дать жизнь новому растению даже через 10 лет. И здесь студенческая смекалка не дремлет. Молодые новаторы нейтрализовали способность борщевика к размножению с помощью… микроволновой печи. Столь необычный метод был также испытан на территории вуза. На удивление преподавателей, первый же опыт подтвердил высокую его эффективность.
Студенты прикрепили СВЧ-печку к трактору и облучили небольшой клочок земли, заросший борщевиком. Микроволны выжгли все семена сорняка, при этом растения и насекомые вокруг остались нетронутыми. Вот такая вот экологически чистая технология. Но всё же Вячеслав Голубев признаётся: одно дело – обработать таким образом небольшой клочок земли, другое дело – огромные массивы полей. Тем не менее, очевидно, что сотрудничество биологии и физики может дать хорошие результаты.
Понятно, что просто так борщевик не исчезнет, природа сама с ним не справится. Возможно идеи студентов и преподавателей Тверской сельхозакадемии помогут искоренить эту гадость раз и навсегда.
Российские ученые нашли способ использования борщевика, сорняка, терроризирующего всю Россию, в создании суперконденсаторов. Свою идею они проверили на практике, и она доказала свою эффективность, особенно на фоне ежедневно увеличивающихся площадей, захваченных борщевиком.
Растение как сырье для суперконденсаторов
Выбор ученых пал именно на СК, поскольку они могут накапливать больше энергии и хранить ее дольше в сравнении с обычными батареями и аккумуляторами. Внутри них на небольшом расстоянии установлены два электрода из активированного углерода с большим количеством пор на поверхности, необходимых для увеличения суммарной площади электродов. Чем больше пор на поверхности обоих электродов, тем выше емкость суперконденсатора.
Технология производства
По задумке ученых из МИСиС, в качестве сырья для производства электродов суперконденсаторов должны использоваться только стебли борщевика. Полученные в ходе исследований результаты показали, что, несмотря на растительное происхождение электродов, СК не утратили своих свойств и смогли накапливать заряд в больших объемах и хранить его продолжительное время.
На следующем шаге обработки стеблей их необходимо измельчить и смешать с гидроксидом калия, после чего они будут подвержены повторному нагреву для получения на поверхности материала большого количества пор диаметром до 4 нанометров, но на этот раз при температуре 900 градусов Цельсия.
Перспективы разработки
По словам доцента кафедры электрохимии СПбГУ Олега Левина, суперконденсаторы с электродами из борщевика не уступают по своим основным характеристикам СК с электродами из многих других материалов. В то же время, при использовании графена, перспективного материала для применения в источниках энергии, емкость будет сравнительно выше.
Отметим, что над вариантами использования графена в аккумуляторах работают многие крупные компании. К примеру, в 2015 г. один и таких способов предложила компания Samsung, реализовав его в рабочем прототипе аккумулятора. Компания продолжает работать в этом направлении, и в августе 2019 г. инсайдер Эван Бласс (Evan Blass), всегда предоставляющий достоверную информацию, сообщил, что в Samsung выпустит первый в мире смартфон с графеновой батареей в 2020 г. или 2021 г.
Почему именно борщевик
В современной России борщевик считается сорным растением. Он может быть опасен как для людей, так и для животных, поскольку его го сок при попадании на кожу и воздействии солнечных лучей может вызывать серьезные ожоги, а при попадании в глаза может стать причиной полной или частичной слепоты. Растение начали активно выращивать на европейской территории России во второй половине XX века в качестве силосной культуры для корма домашнего и крупнорогатого скота. Идея требуемых результатов не дала, и проект был свернут. В 2015 г. борщевик был лишен статуса сельскохозяйственной культуры.
Борщевик – растение неприхотливое с точки зрения условий для его произрастания, вследствие чего он довольно быстро покрывает большие площади как общего, так и сельскохозяйственного назначения. В последнем случае он замедляет развитие семян других растений, находящихся в почве, что и вынуждает фермеров бороться с ним.
Читайте также: