Как создать «суперрастворитель» для отходов

Компания «РесурсЭкоТех» из Перми разработала технологию переработки отходов, которая снижает углеродный след и сокращает затраты промышленных предприятий. Используя воду и кислород, система разрушает отходы до простых составляющих, снижая экологические риски и экономя предприятиям до 40 млн рублей ежегодно.

В интервью циклу «Страну меняют люди» генеральный директор компании Глеб Иванов рассказал, как семейный бизнес стал решением для одной из самых острых экологических проблем, как делать топливо из пластика, а также какие перспективы ждут технологию к 2035 году.

— Мы занимаемся переработкой почти всего, но особенно органики. Наш подход позволяет извлекать из нее полезные компоненты, которые находят применение в производстве лекарств и БАДов. Благодаря разработанной селективной технологии углекислотной экстракции мы научились извлекать практически все полезные вещества, избегая загрязнителей вроде парафинов и смол.

Основой нашей технологии стала так называемая докритическая CO2-экстракция, которая проходит при давлении до 100 атмосфер. Мы создали оборудование, способное выдерживать такие нагрузки. В процессе привлекали множество экспертов и собирали обширную обратную связь, ведь всё, что происходит при высоких давлениях внутри закрытого контура, остаётся своего рода загадкой.

Мы не можем напрямую наблюдать за процессами внутри, поэтому приходится ориентироваться на показатели температуры, давления и анализы полученного результата. Каждый эксперимент — это попытка собрать мозаику, понять, что именно происходило внутри, и довести продукт на выходе до максимально приближенного к теоретическим значениям качества. Провели сотни испытаний, чтобы создать решение, способное работать с высокой эффективностью и предсказуемостью.

Мы начали с переработки органики, постепенно совершенствуя процесс. Например, из пихты мы сначала извлекали эфирные масла.
Затем получили более насыщенный продукт — янтарно-золотой экстракт с высокой долей каротиноидов. Это экстракт обладает улучшенными ароматическими и лечебными свойствами, используется в терапии и косметологии. На этом этапе стало ясно, что наш подход дает результаты. Далее, помимо масла, мы научились получать клеточный сок пихты, насыщенный водорастворимыми веществами, благодаря разрушению клеточных мембран.

Третьим продуктом стало извлечение полипренола — ценного компонента, используемого в медицине для восстановления клеток печени. Полипренол используется в производстве фармацевтических препаратов, в частности, «Ропрен».

Постепенно к переработке пихты добавились берёза (береста) и березовый гриб — чага. Для каждого продукта мы разработали технологии, позволяющие максимально глубоко извлекать полезные вещества. Например, экстракция чаги позволяет получать меланин — перспективное антивозрастное средство в фармацевтике и косметологии. Сегодня мы не только производим сырьё, но и разрабатываем оборудование для докритической экстракции под нужды клиентов.  

Наше оборудование способно перерабатывать значительные объёмы при давлении до 300–400 атмосфер и использовать для этого широкий спектр растворителей — от смесей спиртов до обычной воды.

До нас на практике никто не получал полноценного промышленного образца, который мог бы теоретические процессы, описанные, понятные и воспроизводимые в лабораторных условиях, получить на уровне производства промышленного предприятия.

— Водой и кислородом. При разработке мы столкнулись с тем, что отходов великая куча — у кого-то больше одних веществ, у кого-то других, некоторые супер-специфические отходы, вроде остатков кремов, лосьонов и масел. Так что мы изначально выбрали принцип универсальности и создали систему, которая сможет работать с широким спектром отходов, не требуя сложных подготовительных анализов или тестирования сырья. Путём регулирования подачи кислорода в зону реакции можно перерабатывать любую органику.

Практически все органические отходы в процессе переработки разлагаются на воду, углекислый газ и небольшое количество примесей, например, неорганические соли. Последние выпадают в осадок и могут быть убраны с помощью фильтров. В итоге на выходе процесс даёт две простые фракции: воду и углекислый газ. Такой подход не только упрощает утилизацию, но и делает её доступной для самых разных предприятий, вне зависимости от сложности и состава их отходов.

Первое направление, которое мы выбрали для испытаний, — переработка пластика. Сегодня переработать пластика не очень просто — отходы, как правило, загрязнены: в них могут быть остатки жидкости, этикетки или грязь. В традиционной системе раздельного сбора мусора такой пластик нужно чистить, сортировать и потом дробить, что увеличивает затраты на человеческий труд и снижает рентабельность процесса. Эти ограничения делают вторичный пластик менее привлекательным для предприятий, поскольку его качество и цена значительно уступают чистому сырью.

Условное сжигание пластика тоже создаёт множество проблем: углекислый газ, углеродный след, образование копоти, которая загрязняет оборудование... Помимо этого, копоть сама по себе является опасным отходом. 

Для расширения возможностей переработки мы внедрили процесс каталитического крекинга. Он позволяет из полученного сырья получать топливные фракции — бензин, керосин и дизельное топливо. То есть небольшие предприятия могут использовать наше оборудование для самостоятельной переработки пластика, превращая отходы в топливо. Однако стоит отметить, что стоимость такого топлива значительно выше, чем традиционная переработка нефти — в 3–4 раза. Это делает технологию менее конкурентоспособной в сфере массового производства топлива. Но мы и не пытаемся заменить всю нефтяную промышленность, мы просто предоставляем предприятиям возможность соответствовать экологическим стандартам и двигаться к модели экономики замкнутого цикла.

Экономический эффект особенно заметен при переработке больших объёмов. Малые партии отходов могут быть нерентабельны, но при переработке в масштабах промышленных предприятий, когда речь идёт о тоннах и килотоннах, логистика и цикл утилизации начинают работать в плюс. Как раз ведем переговоры с нашим местным предприятием Сибура, предлагая им переработку пластика и остатков химпроизводства сточных вод.

Используя одну базовую концепцию процесса, мы можем адаптировать оборудование под конкретные задачи заказчика: варьировать температуру, давление, типы растворителей и даже конечный продукт. Все оборудование изготавливается в блочном исполнении, на жестком каркасе, упрощая доставку на большие дистанции и минимизируя требования к площадке размещения заказчика. Всё, что требуется для работы — подвести коммуникации: воду, кислород и электричество.   

— Буквально в последний год перед пандемией. Мы работали над задачами переработки мазута, создавая оборудование для нефтяных предприятий. Основной упор делался на экспорт: наши мобильные установки предназначались для работы в отдалённых месторождениях, где были сложности с логистикой и отсутствовали местные перерабатывающие мощности. С началом пандемии логистические цепочки начали рушиться, границы закрываться, и мы задумались о смене направления. Обратили внимание на переработку, потом на докритическую экстракцию. На старте мы буквально наобум выбрали растворитель — углекислый газ. Это был доступный, недорогой вариант, не оставляющий следов и отлично подходящий для работы с органикой.

Не обошлось без сюрпризов, конечно — как я говорил, мы не контролируем процессы происходящие внутри контура переработки. Часто сталкивались с ситуациями, когда переработка вроде бы прошла по всем расчетам, но на выходе — ничего, всё просто оставалось внутри сырья. Приходилось вскрывать систему, изучать сырьё и выяснять, почему процесс не дал результата. Когда начали тестировать сверхкритическую переработку, стало еще интереснее. Например, нам привозили сточные воды с промышленных предприятий — без указания состава. Иногда это были канистры с жидкостью сомнительного вида и запаха. Мы перерабатывали их, возвращали часть, а затем проводили сравнительные анализы: что изменилось до и после. Это помогало предприятиям понимать, насколько эффективно очищаются их отходы.

Интересный опыт был с пластиком. Когда мы решили протестировать его в жёстких условиях переработки, выяснилось, что при определённых режимах он может полностью газифицироваться. На выходе оставалась лишь небольшая зольная фракция, которая уже не горела. Это открывает возможность утилизации пластика там, где его особенно трудно убрать, например, на Северном полюсе или в Арктике, где транспортировка отходов слишком затратна. Газ, образующийся в процессе, можно использовать для получения синтетической нефти.  

— В ближайшие пару лет наша основная задача — наладить регулярное производство комплектов оборудования, как для докритической, так и для сверхкритической переработки. Мы стремимся стать промышленным предприятием, способным регулярно выпускать такие решения под заказ. В России практически нет аналогов, большинство поставляются из-за границы, что создаёт зависимость от импортного оборудования. Мы же ориентированы на отечественное производство, у нас все наше: от мембранных насосов до промышленных чиллеров. Это, в том числе, значительно сокращает время на техническое обслуживание.

Здесь есть своя сложность: наши технологии и оборудование пока не получили широкого признания в России и, например, в реестре импортозамещения вы не найдете конкретных заказов на подобное оборудование, так как задачи, которые мы решаем, пока воспринимаются как нетривиальные. В общем, наш подход к проблемам переработки еще не стал стандартом, поэтому предприятия часто просто не знают о существовании таких решений.

Сейчас мы активно работаем над тем, чтобы донести до потенциальных заказчиков, что оборудование универсально, способно решать множество задач и обеспечивать получение качественного продукта. Скорее всего, интерес будет расти постепенно: одни предприятия начнут пользоваться нашей технологией, поделятся опытом с другими, и это создаст цепную реакцию. Со временем спрос на отечественные решения в этой сфере начнёт увеличиваться, и мы готовы занять эту нишу.

В производстве участвует вся семья: я, старший брат и отец, а за сплоченность у нас отвечает мать. Мы вместе взялись за это дело, поддерживаем друг друга и развиваем проект. Сейчас это уже полноценный бизнес, который приносит доход.

Меня с этим проектом приглашали на Сахалин от АСИ, где я участвовал в экологическом треке. Благодаря отзывам коллег из смежных областей, пришло понимание, что наше решение может находить применение в разных перспективных и инновационных направлениях. Честно, руки прямо чешутся попробовать силы то в одной сфере, то в другой. Конечно, пока ресурсов не хватает, но перспектива настолько захватывающая, что просто невозможно остановиться — хочется продолжать и развивать дело дальше.

АСИ нам вообще очень сильно помогает, причём в самых разных аспектах. Ключевое для нас направление – медийный охват. Например, после поездки на Сахалин я увидел свой проект на одном из крупнейших медиафасадов Перми в рамках кампании АСИ и МАЕР в своём городе. Для промышленных предприятий это стало сигналом: мы серьёзный игрок, с которым стоит считаться.