Учёные Технологического института Джорджии разработали технологии, позволяющие превратить целлюлозно-бумажные предприятия в биорефинерии: наряду с целлюлозой они смогут выпускать материалы для аккумуляторов, смазки и сорбенты. Сырьём послужит чёрный щёлок – побочный продукт сульфатной варки древесины.

Сейчас при производстве целлюлозы чёрный щёлок выпаривают и сжигают в котле регенераторе – это энергозатратно. Профессор Шанкар Наир предложил частично заменить выпаривание мембранной фильтрацией: это может вдвое снизить энергозатраты. Мембраны не только обезвоживают щёлок, но и разделяют его на фракции – в одной концентрируется лигнин, в другой – органические кислоты. Их можно использовать как возобновляемое сырьё вместо ископаемых ресурсов.

Из лигнина учёные получили углеродные материалы для анодов литийионных аккумуляторов и пористые сорбенты. Лигнин может заменить синтетический графит: по оценке исследователей, это сократит энергопотребление на 84%, а выбросы парниковых газов – на 92%.

Органические кислоты из чёрного щёлока учёные преобразуют в более тяжёлые молекулы – они подойдут для производства смазочных материалов и функциональных добавок. В 2024 году была продемонстрирована каталитическая переработка гидроксикислот из щёлока, а в феврале 2026-го в журнале ACS Catalysis представили кетонизацию карбоновых кислот – она даёт промежуточные соединения для выпуска продукции с высокой добавленной стоимостью.

Для внедрения технологии разрабатывают непрерывную систему изготовления мембран из восстановленного оксида графена: рулонная технология позволит выпускать полотна со скоростью свыше 60 метров в минуту. Вакуумное оборудование в линии исключит применение летучих органических растворителей – это снизит объём отходов и расход воды.

Технологию испытают на предприятии компании Rayonier Advanced Materials в районе Саванны (штат Джорджия): через опытную установку пропустят реальный чёрный щёлок, чтобы оценить производительность и долговечность мембран. Решения имеют модульную структуру – их можно поэтапно встраивать в действующие заводы без полной перестройки производства.

Извлечение лигнина и кислот уменьшит объём органики для сжигания, но снижение затрат на выпаривание частично компенсирует падение собст­венной выработки энергии; недостающую электроэнергию предприятия смогут получать из внешних сетей.

Учёные также изучают применение мембранной платформы для переработки сельскохозяйственной биомассы и отдельных потоков муниципальных отходов. Технология позволит сократить энергозатраты, повысить глубину переработки сырья и заменить часть нефтехимической продукции материалами биологического происхождения.

 НИА «Экология».

Опубликовано в "Лесной Регион" №12(383)