Когда из сахарной свеклы отжимают сладкий сок, остаются волокна мякоти — это жом. Из него делают подкормку для скота и сырье для получения биогаза. Магистрант Уфимского университета науки и технологий Анна Мельникова рассказала «Энергии+», как стечение обстоятельств помогло превратить побочный продукт переработки свеклы в сорбент, способный устранять нефтяные разливы.
На кафедре безопасности производства и промышленной экологии, где учится Анна, студенты готовились к межвузовской выставке: они хотели наглядно показать гостям-школьникам, как ликвидируются разливы нефти в водоемах. Для стенда искали сорбент — вещество, поглощающее газы и жидкости, — но подходящего материала не было.
В это время в лаборатории находилась партия свекольного жома: Анна и ее команда получали из него пектин — загуститель в пищевой промышленности, который использовался для другого проекта. Исследователей вдохновляла идея превращать отходы в полезные продукты и снижать нагрузку на окружающую среду. Если свекольный жом просто выбросить и надолго оставить на поле, он закисает и отравляет почву. Предприятиям приходится его утилизировать и тратить на это дополнительные деньги, поэтому команда Анны искала разные способы его применения.
Анна Мельникова
студент-эколог, лауреат премии IP Russia Awards 2021 за лучший экопроект
Мы знали структуру, химический состав, сорбирующие свойства жома и решили экспериментально проверить, что будет, если высыпать его в воду с нефтью.
Молодые разработчики решили выяснить, насколько хорошо отход сахарного производства впитает углеводороды, находясь в воде. Первые испытания показали: материал перспективный, но для повышения эффективности сорбента его нужно модифицировать. Свекольный жом пористый и хорошо впитывает жидкость: преимущественно углеводороды, а не воду, но при этом быстро тонет.
Чтобы свекольный жом впитывал больше углеводородов и дольше держался на поверхности, Анна и команда разработчиков решили увеличить объем пор сорбента и снизить его плотность. Для этого исследователи долго замачивали жом в воде, а затем «закрепили» растянувшиеся поры сверхчастотным (микроволновым) излучением. Под его воздействием вода быстро испарилась, поры стали больше, а их стенки карбонизировались — покрылись углеродной оболочкой изнутри.
Эксперимент удался, Анна стала лауреатом премии IP Russia Awards 2021 и получила возможность пройти стажировку в нефтяной компании. Сегодня авторы проекта прорабатывают экономическую модель для потенциальных заказчиков из нефтяной отрасли. Также в планах — создать фильтр для воды на основе свекольного жома и других отходов пищевой промышленности.