Описание проекта
Проект направлен на разработку полноценной технологии каталитической переработки глюкозы в глюконовую кислоту, которая используется в качестве компонента лекарственных, косметических средств и пищевой добавки. Преимущества каталитического метода заключаются в большей экологичности и меньших технологических затруднениях, в сравнении с используемым в данный момент биотехнологическим способом. К тому же реализация такой технологии возможна с использованием отечественных катализаторов. Инновационность проекта состоит в реализации каталитического способа, ранее не применявшегося в промышленности. Оптимизация черновой технологии планируется изначально на модельной установке. После подбора оптимальных условий процесса будут спроектированы и созданы рабочие установки для приготовления катализаторов и для синтеза глюконовой кислоты. Дополнительно будет создана методика контроля качества получаемой глюконовой кислоты хроматографическим методом для обеспечения чистоты продукта. Финальная технология будет использована для организации производства кислоты.
На текущий момент российская потребность в глюконовой кислоте составляет примерно 20 тыс. тонн/год (фармацевтическая, косметическая и пищевая промышленность) и требуемые объемы постоянно растут (среднегодовой темп роста рынка глюконовой кислоты - 5,5 %). Глюконовая кислота не производится в России и поставляется из-за рубежа, главным образом из стран Европы. Ввиду этого российские компании вынуждены оставаться импортозависимыми, а ниша производства отечественной кислоты остается незанятой. Таким образом, организация такого производства может обеспечить компании в России доступной глюконовой кислотой.
Преимущества каталитического способа, в сравнении с биотехнологическим, состоят, главным образом, в снижении затрат на поддержание процесса. Ферментация глюкозы может длиться до 100 часов, в указанном промежутке времени требуется поддержание строгих значений кислотности, температуры, давления, освещения и чистоты, ввиду склонности микроорганизмов к гибели. Каталитический процесс частично лишен данных требований и полное превращение глюкозы может быть достигнуто уже за 30 часов, что существенно удешевляет процесс. Каталитический способ также нетребователен к дорогому и сложному оборудованию и может быть осуществлен в статическом реакторе с функцией перемешивания. Предварительные расчеты с учетом вышеперечисленных факторов указывают на снижение затрат на получение глюконовой кислоты почти в 2 раза при использовании каталитического способа.
Преимуществом предлагаемых палладий-висмутовых катализаторов перед другими палладий-содержащими аналогами является факт использования металлоорганических солей при их приготовлении. Таким образом катализаторы не содержат часто используемые хлориды - каталитические яды, значительно снижающие эффективность и долговечность катализаторов. Входящий в состав катализаторов висмут увеличивает эффективность работы катализаторов (и, как следствие, объемы получаемой глюконовой кислоты) за счет защиты активных частиц палладия от окисления (отравления). Добавка висмута позволяет использовать меньшие объемы катализатора. Для сравнения, палладий-висмутовый катализатор с атомным соотношением палладия к висмуту равным 5 к 1 имеет эффективность 53,6 г (глюкозы) / (г (Pd) • мин), а его аналог без добавки висмута - 15,3 г (глюкозы) / (г (Pd)•мин).
Потенциальные заказчики: юридические лица, производящие фармацевтическую и косметологическую продукцию. В отечественной глюконовой кислоте могут быть заинтересованы предприятия как крупного, так и среднего и малого бизнеса ввиду ее доступности. Продукт относится к категории B2B, он является составным компонентом продукции, производимой другими юридическими лицами. Потенциальными заказчиками являются не только местные, но и, в целом, российские компании по всей стране, которые могут получать продукцию с использованием логистических служб.
Катализатор, полученный по разработанной технологии, будет представлять собой экологически безопасный черный порошок с частицами активного металла размером xtagstartz20 нм и фракцией 125-250 мкм. Общая масса металлов (Pd и Bi) на поверхности катализатора составит не более 5%.
