В института по инженерна химия на БАН преобразуват въглеводороди в

В института по инженерна химия на Българска академия на науките преобразуват въглеводороди в скъпи артикули за доста промишлености. Средството са разработваните там биотехнологии, които ще стават все по-важни за постигането на кръгова стопанска система.  Директорът на института проф. Калоян Петров, който е биотехнолог с 3 български патента и сега кандидатства за 2 международни, описа пред Dir.bg и 3eNews по какъв начин вместо от деривати на нефта, може от битови и промишлени боклуци посредством специфични микроби и способи, да се получават скъпи съединения с извънредно необятно индустриално приложение. Той е безапелационен, че ключът към кръговата стопанска система е в развиването на биотехнологиите и означи, че по-лесно от тях се възползват непознати стопански системи, в сравнение с българската. Причината, съгласно него, значително, е в тукашен проблем във веригата „ просвета – бизнес “. Фирмените учени са изчезналото звено за нововъведенията в България, посочи професорът. Той показа още, че ползата към научното занятие в страната отслабва и сигнализира, че има заплаха научното познание да няма на кого да се съобщи. Биотехнологът уточни по какъв начин националната стопанска система да печели от достиженията на българските учени и описа за взаимна работа с бизнеса по основаване и патентоване на безопасен български биопестицид. Ето какво ни описа проф. Калоян Петров за развиването на инженерната химия, биотехнологиите и комерсиализацията им: Проф. Петров, в зеления преход следва тотална промяна на химическата индустрия и преработващите промишлености, ускорява ли се ползата към нововъведения? Генералната концепция е за кръговата стопанска система и сега има извънреден интерес към това съединенията  да се получават по биологичен метод, а не както в този момент - от деривати на нефтопродукти. Много сме подвластни от изкопаемите вълеводороди, освен поради производството на горива, а и заради големия набор съединения, които излизат от тази промишленост въз основата на нефтопродуктите. Става въпрос за алкохоли, кетони, алдехиди и прочие – за извънредно доста съединения с необятно приложение, които биха могли да се получават и посредством микробна ферментация, което ние вършим тук, в института. Разкажете по-конкретно, по какъв начин биотехнологиите работят за прехода към кръгова стопанска система? Развитието на биотехнологиите е ключът към кръговата стопанска система. В секцията по биохимично инженерство, да вземем за пример, създаваме микробни способи за приемане на скъпи артикули, които в този момент се създават химично от нефтопродукти. Основната концепция е тези съединения, които са първични материали за доста промишлености, да могат да се получат по много по-екологически допустим метод – въз основата на някаква биологична синтеза. Разработваме такива технологии за приемане на 2,3-Бутандиол, 2-Бутанол и други артикули. Тези химикали са съставки в доста неща – 2,3 Бутандиолът се употребява като антифриз, като добавка в печатарското мастило, за експлозиви, за правене на 2,3-Бутадиен, от който към този момент, при неговата полимеризация, се вършат гуми. В момента пазарът на 2,3- Бутандиол надвишава 300 млн. $, годишно, само че себестойността на биотехнологично полученият е към момента прекомерно висока. Създаваме и нови способи за надзор на процеси – това е така наречен биопроцесно инженерство. Също по този начин, с методите на генетичните е операции модифицираме варианти на микроорганизми, тъй че да им придадем нови характерности и да могат да метаболизират субстрати, което естествените микроби не могат. Какви боклуци употребявате за първоначален материал – за храна на микробите? Един от отпадъците, с които сме работили е глицеролът – боклук при производството на биодизел. В производството на биодизел една десета от въглерода се трансформира в глицерол, който след това се гори и би трябвало да се унищожи по някакъв метод, т.е. това е въглерод, който не може да се усвои, а ние го използваме като субстрат за биотехнологичен развой за приемане на скъпи съединения. Други субстрати, които опитваме да накараме клетките на микроорганизмите да усвоят и да ги трансфорат в скъпи съединения, са естествените полизахариди като нишесте, инулин, лигноцелулозна биомаса, като всеки от тези субстрати си има своите провокации. Досега лабораторните ви микроби какво са произвели? В множеството случаи това са съединения, които могат да се употребяват като биогорива. Също по този начин това са съединения с необятно приложение, което значи, че те могат да се употребяват като деривати за приемане на други съединения, настрана могат да се употребяват като мономери в процеса на полимеризация за приемане на най-различни полимерни съединения от тях. Освен за биогорива, имаме достижения и в създаването на биотехнологии за различно приемане на млечна киселина – артикул, който в този момент се създава от нишесте и има доста необятно приложение във фармацията, в хранителната промишленост, в козметиката и други браншове. Едно ново и доста перспективно приложение на млечната киселина е нейната полимеризация в полилактат за приемане на биоразградими опаковки. Ще се конкурират ли сполучливо биогоривата с бензините? Важно е кои съединения се употребяват като биогорива. По принцип това са алкохолите. Всеки алкохол е толкоз по-добро гориво, колкото по-дълга му е молекулата, т.е. колкото повече въглерод и по-малко О2 съдържа, с цел да може горивните му характерности да са близки до тези на бензините. Като най-перспективно гориво се смята бутанолът, като чистият бутанол може да се употребява в моторите с вътрешно горене без никакви модификации, за разлика от етанола, да вземем за пример. Но казусът е, че бутанолът е доста по-скъп и биотехнологиите за неговото приемане срещат извънреден проблем – толерантността на микроорганизмите към бутанол, която е извънредно ниска - 20 грама на литър.  А 20 грама на литър не е централизация, с която да може да бъде направено произвеждане на тази база. Производственият развой в действителност, е ферментация от бактерии от жанр Clostridium, които са най-хубавите продуценти на бутанол. Тази ферментация е известна от повече от 100 години и на процедура равнището не се е трансформирало фрапантно. Необходим е теоретичен пробив, с цел да може по някакъв метод да се усили концентрацията, т.е. да се удължи животът на микробите. В момента се вършат извънредно доста генетични операции с организмите, с цел да добият по-висока приемливост към бутанол и да могат да устоят повече, само че като цяло бутанолът е извънредно отровен за клетките. Стотици публикации излизат на тази тематика годишно, само че няма кой знае какъв прогрес. Но в действителност бутанолът е съвършеното биогориво, по-добро от етанола. Ето – с бутанола казусът е на равнище просвета, до момента в който казусът с етанола е на друго равнище – той се създава с дрожди от тип Сахаромицес церевизия Saccharomyces cerevisiae, има и други продуценти, които създават близо 150 грама на литър етанол  – просто клетките устоят на доста по-високи концентрации, въпросът е да има наличен и на ниска цена субстрат.  Поради това комерсиални и биотехнологични производства на етанол има в Съединени американски щати въз основата на нишесте от царевица и в Бразилия на база захароза от захарна тръстика. Търсят ли се вашите разработки? Тук има един проблем – това, което е научно атрактивно, нормално е неособено използвано, а това, което е използвано не е научно атрактивно. Един развой е научно атрактивен 10 – 15 години преди да стартира да се ползва. И въпреки всичко, ние -учените, гледаме да се занимаваме с неща, които са научно атрактивни, а в множеството случаи те нямат бързо приложение, което да стане от през днешния ден за на следващия ден. Такъв образец е усвояването на лигноцелулозата, който за целия свят е сега научно атрактивен проблем, само че си остава на лабораторно равнище към този момент. Лигноцелулозата е във всички растения – дървесина, листа, клони, всевъзможен растителен боклук. Това  е естественият полизахарид с най-голямо разпространяване в света. Той е възобновим и съставлява въглеродът, който е най-евтин на планетата, само че въпреки това е  извънредно сложен за асимилиране. Целта е този въглерод да се трансферира посредством микробно или ензимно влияние, или по различен метод, в съединяване, което има индустриално приложение. С лигноцулулозата ние към този момент нямаме значими триумфи, само че такива няма и на никое място по света. Специално желая да отбележа, че на Запад компаниите имат научни отдели, които директно споделят с учените от академиите, а тук за жалост, изчезналото звено са фирмените учени. Много малко компании у нас имат научни отдели и по тази причина множеството не са склонни да вършат новаторски бизнес, а по-скоро да купуват подготвени технологии. Определено това е проблем във веригата просвета – бизнес. Какво още пречи биотехнологиите да се комерсиализират? Проблемите при едно биотехнологично произвеждане постоянно се свеждат до себестойността на продукта. Млечна киселина или друго съединяване можете да получите по доста способи, само че промишлено се постанова този развой, който дава най-евтин артикул. В момента млечната киселина се прави индустриално от нишесте – това е един от дребното образци, където биотехнологията е съумяла да се пребори. Другият образец е етанолът. 95% от етанола се създава посредством ферментация, само че множеството съединения към момента се създават всеобщо от нефтопродукти. Една от главните аргументи да не може биотехнологичните процеси да се комерсиализират, е извънредно високата цена на субстрата, който се употребява. Когато се употребяват захари, цената не е конкурентоспособна и по тази причина от десетилетия проучванията в целия свят са ориентирани към използването на боклук или някакъв субстрат, който да е със доста по-ниска цена. Ако себестойността на продукта е висока, това пречи да се стигне до промишлено ползване. Конкретно за съединението, с което работя 2.3 Бутандиола – цената на биотехнологично полученият 2,3 Бутандиол би трябвало да падне под 1 $ за кг, с цел да може да се продава. Това може да стане, като се откри субстрат на нулева цена, т.е. отпадък; контролът на процеса да е подобен, че да е нужна по-малко енергия; да се измисли подобен метод за добиване на съединението от ферментационната среда, който да е на ниска цена. В случая той мъчно се извлича, тъй като температурата му на шупване е 180 градуса. При всяко съединяване проблемите са разнообразни. Ето - колкото по-евтин субстрат  се употребява, толкоз повече, пък би трябвало да се влага в това да бъде приспособен за ферментация, т.е. за асимилиране от микроорганизмите. Институтът има доста патенти, в това число и аз, като сега, в съдействие с българска компания, вършим поръчка за международен патент за биофунгицид въз основата на микроорганизъм с антигъбно деяние и растителна отбрана. Фирмата, която ни го поръча в този момент го патентова. В случая тя желае подобен биопестицид, който да не е химичен, да е на биологична основа, да е безопасен за всичко останало и да го продава на 5 континента. Според мен това е методът науката най-ефективно да способства за българската стопанска система – посредством директна връзка с компаниите и специфични разработки за техните потребности.  Ако страната може по някакъв метод да печели от нас – това е методът. Защото от нашите научни изявления и проучвания, които в действителност са научно атрактивни, е по-лесно да печелят непознати стопански системи, защото там по-бързо се ориентират и ги ползват. Това е истината. Как преценявате поддръжката от страната? Усеща ли се, че от няколко години нововъведенията си имат отраслово министерство? Работата ни е обвързвана е с нововъведенията, само че финансирането на науката в България не е значимо, страната все има по-належащи проблеми да оправя. Все отново, от десетилетия се неглижира науката, която се прави в Българска академия на науките, а по всевъзможни общоприети стандарти главната просвета в България се развива точно в Българска академия на науките. Оборудването беше морално остаряло до преди 10 – 15 години в съвсем всички институти на Академията. Вече има известно оживление, Фонд „ Научни проучвания “ стартира лека-полека да оправя критериите си и да дава малко по-значителни суми за планове. Определено, настъпи отчасти обновяване. Лошото е, че може скоро да се окаже, че не апаратурата е огромният проблем, а този който ще работи на нея. Недостиг на фрагменти ли се обрисува? Всяко последващо потомство, което желае да се занимава с просвета, е горе долу двойно по-малобройно от предходното. Като виждам моето и идващото потомство сме тъкмо 2 към едно. Това ще е казусът, тъй като, в случай че продължава по този начин, науката в един миг няма да може да се възпроизвежда, просто няма да има хора, на които да се съобщи това познание. Намаляват бройките в университетите или липсва предпочитание у завършващите да се заемат с просвета? Първо – демографията, второ – каквото и да си приказваме, ценностната система на хората много се промени. Виждам по какъв начин за поколението след моето парите са с много по-голямо значение. В науката има доста пари, само че се стига доста мъчно до тях и първоначално сигурно ги няма. В последно време в действителност има нарастване на заплащането в Академията и то с акцент върху младежите – техните заплати се подвигнаха близо два пъти и повече за последните 2 – 3 години. Има и една реакция към науката в България, не от съответни институции, а от обществото – че ние се занимаваме с неща, които не са от първа нужда, само че това е въпрос на ценностна система в последна сметка. Ако се съпоставяме с Европа, нещата са много близки. Ние работим в доста случаи и по общи планове с сътрудници от западни страни от Европейски Съюз и мога да кажа, че главната разлика е във финансирането. Не знам тук какъв % от бюджета отива за просвета – би  трябвало да е 2%, той в случай че е 0.2% - отново ще е много… Все отново, в последните 5 – 6 години в действителност има някакъв напредък, да забележим какво ще стане нататък. А спрямо Америка, разликата е голяма. Там е извънредно развита фирмената просвета и всичко е с тясна практическа устременост.