Гранульований мікробний препарат для синтезу молекулярного водню

Гранульований мікробний препарат для синтезу молекулярного водню

Області застосування

Передбачається використання технології, що розробляється, для отримання молекулярного водню з широкого спектру екологічно небезпечних мультикомпонентних органічних відходів – відходів харчових та агропромислових виробництв, кулінарних, побутових відходів, а також для утилізації органічної фракції міських звалищ.
Цільові категорії споживачів:
1. Міські адміністрації;
2. Компанії з управління та переробки відходів, полігони ТПВ (твердих побутових відходів);
3. Мережеві заклади швидкого харчування;
4. Підприємства, що виробляють продукти харчування;
5. Мережі продуктових супермаркетів та складів;
6. Підприємства агропромислового комплексу;
7. Заклади та підприємства, що мають обмежені площі для зберігання відходів та/або мають дотримуватись суворих екологічних вимог (гірські, прибережні та острівні готелі, будинки відпочинку, курортні зони, круїзні лайнери та ін.).

Короткий опис

Гранульований мікробний препарат (ГМП) - готовий до використання біотехнологічний продукт, який забезпечує прискорену економічно ефективну деструкцію багатокомпонентних органічних відходів, що супроводжується синтезом молекулярного водню. На відміну від існуючих мікробних препаратів, призначених для індивідуального побутового використання, ГМП призначений для промислового застосування.
ГМП являє собою сухі гранули розміром до 1 см³ світло-сірого або сіро-жовтого кольору. Гранули швидко розчиняються у водних розчинах з утворенням суспензії компонентів. Препарат містить мікроорганізми-деструктори органічних полімерів, джерела вуглецю та енергії, композицію макро- та мікроелементів, а також специфічні компоненти – регулятори мікробного метаболізму (РММ), які забезпечують стабільний високий рівень продукції водню та високу швидкість деструкції відходів.

Очікувані властивості

1. Універсальність щодо складу органічних відходів. Використання змішаних мікробних угруповань забезпечує здатність до одночасного зброджування різних типів відходів.
2. Тривалий термін зберігання препарату. Форма випуску препарату - сухі гранули з вологістю не більше 8% забезпечує зберігання 8 місяців мінімум, в той час як для водень-синтезуючих асоціацій у формі культуральної рідини або біомаси він становить 3-7 діб.
3. Автономність. Наявність у складі препарату всіх компонентів, потрібних для ефективного функціонування мікробних угруповань, забезпечує автономність ГМП та значно спрощує технологічний процес його використання.
4. Екологічна безпека. Препарат не містить умовно-патогенних та патогенних мікроорганізмів. В результаті утилізації органічних відходів, на відміну від метанового бродіння не утворюються токсичні продукти: аміак, сірководень, сірнистий ангідрид, чадний газ та ін.
Інженерно-технологічні параметри:
- Тривалість циклу деструкції - 5-9 діб;
- Показники деструкції – зменшення маси та об’єму відходів на 85-95%;
- Кінцеві продукти: газова суміш Н₂/СО₂ з вмістом молекулярного водню 35-70%; 5-15% лігнін-целюлозних
залишків (можливо використання як сировини для виготовлення паливних пелет);
- Вихід Н₂ - 30-190 літрів H₂/кг відходів (у перерахунку на абсолютно суху масу субстрату);
Орієнтовні розрахунки для утилізації 1 тони нативних мультикомпонентних органічних відходів Витрати (середні): технічна вода – 1,5 тони, сухий ГМП - 30 кг (витрати препарату складають 1-5% від маси вологих відходів);
Вихід цінних продуктів: 20-88 м³ молекулярного водню, 50-150 кг сировини для виготовлення паливних пелет.

Переваги

Використання ГМП забезпечує споживачам новий і легкий спосіб управління органічними відходами, що дозволяє:
- Зменшити об’єм сховищ для зберігання відходів та місця, необхідного для установки очисних споруд;
- Знизити витрати на транспортування та утилізацію відходів;
- Досягти безвідходного процесу утилізації;
- Використовувати дешеве та просте обладнання;
- Зменшити кількість технологічних операцій;
- Забезпечити просте управління біотехнологічним процесом;
- Використання технології в ізольованих районах з високим рівнем вимог до екологічної безпеки у зв'язку з утворенням безпечних і нетоксичних кінцевих продуктів.

Конкуренти

Аналогів, що застосовуються у промисловості, не знайдено.
На даний момент промисловим способом переробки багатокомпонентних органічних відходів є метанове зброджування. Альтернативою цьому традиційному методу може бути водневе бродіння. Основною його перевагою є швидкість деструкції відходів. Так, при метановому бродінні, середній цикл деструкції становить 30 діб, у той час як при водневому бродінні він становить 5-9 діб. Зазначена перевага є ключовою при виборі способу утилізації органічних відходів в умовах їх стрімкого накопичення і відсутності площ для зберігання. Також завдяки високій швидкості деструкції при водневому бродінні, впровадження технології в промислових масштабах вимагає споруди побудови очисних споруд меншого об’єму, ніж у випадку застосування метанового бродіння.

Стан розробки

Виділені технологічно перспективні асоціації водень-синтезуючих мікроорганізмів та розроблено оптимальний спосіб нарощування їх біомаси.
Виготовлено модифікації мікробного препарату, визначено умови їх виготовлення та зберігання. На даний момент триває розробляється експериментальної лінії для виробництва ГМП.

Інтелектуальна власність

Розробляється патентна стратегія щодо захисту інтелектуальної власності (склад, спосіб виготовлення та використання ГМП) для України та закордонних цільових ринків.

Контактна інформація

Інститут-Виконавець: Інститут мікробіології і вірусології НАН України

Проект номер. 3-12 «Створення гранульованого мікробного препарату (ГМП) для промислових біотехнологій отримання молекулярного водню з екологічно небезпечних органічних відходів»

Teл. +38(044)-526 32 97

Е-mail:anna_tach@ukr.net