Описание проекта

Фрострип – препарат для пролива сыпучих грузов, который защищает груз от смерзания и легко размораживает уже смерзшийся груз, что существенно сокращает сроки перевалки сыпучих грузов в зимнее время, а также сопряженные с этим временные и материальные затраты. ФростРип водорастворим, высокоэкологичен (имеет 4 класс опасности), пожаро- и взрывобезопасен, безопасен для персонала и окружающей среды.

Описание проблематики

Для организаций, предоставляющих транспортные услуги, важнейшую роль играют свойства перевозимых грузов, поскольку предоставление качественных услуг означает своевременную доставку и выгрузку груза в первоначальном виде без каких-либо изменений. Поэтому учёт свойств перевозимого груза обязателен для того, чтобы ни грузополучатель, ни грузоотправитель не имели претензий к перевозчикам. К подобным важным свойствам относится смерзаемость сыпучих грузов в условиях отрицательных температур.

Смерзающиеся грузы – это перевозимые насыпью грузы, которые при температурах наружного воздуха ниже 0°С теряют свои обычные свойства сыпучести вследствие смерзания отдельных частиц груза между собой и примерзания к днищу и стенкам кузова вагона.

Особенное внимание уделяется перевозке грузов с такими свойствами, при транспортировке между странами и государствами.

Смерзание происходит по целому ряду причин:

• не были проведены профилактические работы перед погрузкой
• не проконтролировали смену климата, погоды или температурного режима при транспортировке, профилактические меры были проведены неправильно - неверно выявлена степень снижения влажности материала
• средства, которыми проводили профилактику против смерзания, оказались плохого качества или вступили в реакцию с грузом.

Различают следующие виды смерзания:

• корковое - примерзание к стенкам и днищу транспортных средств (толщина смерзшегося слоя не превышает 50 мм, и груз, при использовании средств профилактики от примерзания, может быть выгружен путем опрокидывания кузова вагона или через его люки с использованием накладного вибратора);
• смерзание груза с талым ядром - частичное смерзание (толщина смерзшегося слоя груза превышает 50 мм, но не достигает высоты его засыпки);
• смерзание в монолит - полное смерзание (толщина смерзшегося слоя достигает высоты засыпки груза и в центре вагона температура груза равна температуре замерзания);
• дальнейшее промерзание (когда температура в центре груза ниже температуры замерзания).

Образующиеся при смерзании ледяные кластеры могут достигать значительных размеров, что создает серьезные проблемы при выгрузке таких смерзшихся грузов из железнодорожных вагонов и грузового транспорта. Растопить эту глыбу нереально, в обогреваемых боксах («тепляках)» уголь размораживается максимум на 10-15 см от поверхности. Если такой брусок смороженного угля из вагоноопрокидывателя упадет на приемный узел, его придется серьезно ремонтировать. Грузополучатели часто вынуждены оставлять такие вагоны со смерзшимся углем до весны.

Особенно остро эта проблема проявляется при дефиците времени, отведенного на плановую разгрузку - например, в условиях жестких портовых графиков, а также при непрерывно ведущихся плановых работах по ремонту железнодорожного полотна.

При анализе проблемы разморозки таких грузов было выявлено, что:

• увеличивается средний и максимальные сроки простоя вагонов на станциях из-за необходимости разморозки груза,
• следом за этой проблемой увеличивается количество вагонов со смерзшимся грузом, который смерзается при ожидании разгрузки на станции, т.к. станция не может принять вагоны из-за возрастания загруженности, связанной с общим ростом времени выгрузки,
• увеличиваются общие затраты в зимнее время, особенно при пересечении климатических зон, т.к. требуется дополнительная обработка груза,
• случаи, когда компании - приемщики груза не могут разгрузить часть вагонов и отправляют их обратно, уже становятся типичным и несут убытки обеим сторонам.

РЖД обязывают грузоотправителей самостоятельно принимать меры по предотвращению смерзаемости материалов. Однако широко распространенное предпогрузочное промораживание материалов не гарантирует результат, поскольку в сыпучий груз при транспортировке часто попадают дождь и снег, а достаточно один раз смениться плюсу на минус, чтобы груз замерз.

Инновационность продукта

Применение ФростРипа посредством пролива сыпучих грузов нашим средством позволяет полностью устранить смерзание грузов в условиях отрицательных температур.

После обработки ФростРипом частицы сыпучих грузов перестают смерзаться, что обеспечивает быструю выгрузку грузов из ж/д вагонов и других видов транспорта.

Обработка ФростРипом ранее промерзшего груза обеспечивает его полное размораживание. Инновационность предложенного подхода заключается в том, что:

• ФростРип является веществом 4 класса опасности, то есть полностью безопасен для экологии и здоровья человека (при работе с Фрострипом не нужны средства специальной звщиты).
• Во всей мировой практике до сих пор полностью отсутствовали столь безопасные препараты (4 класса опасности) для данного функционального назначения; аналогов у ФростРипа нет.
• Низкая химическая активность препарата позволяет вести работы без применения дорогостоящего специального оборудования для распыления, а также химически стойких костюмов и респираторов для персонала.
• ФростРип не вступает в реакцию с грузом, а также обеспечивает защиту от коррозии металлическим стенкам транспортного блока (хоппер-вагон, баржа) что увеличивает срок его эксплуатации.
• ФростРип негорюч, пожаро- и взрывобезопасен, в отличие от применяемых для опрыскивания масел или северина, где уровень пожароопасности высок и огонь сможет в мгновения уничтожить груз и нанести ущерб транспорту.
• ФростРип является водорастворимым составом, который легко смывается водой. Данное свойство является особенно сильным преимуществом применения Фрострипа перед промывкой замерзшего груза нефтепродуктами (метод эффективен, но требует больших усилий по отмыву вагонов от нефтепродуктов, увеличивается вложение средств на промывку и время простоя вагонов перед повторной загрузкой).
• ФростРип является биологически разлагаемым веществом (при попадании в воду или на почву препарат быстро разлагается на вещества, являющиеся природными удобрениями).
• ФростРип не имеет резких запахов, гипоаллергенен и абсолютно безопасен для персонала при длительной работе.
• Помимо эффективного и недорогого решения описанной выше логистической проблемы, возникающей из-за смерзания сыпучих грузов, применение Фрострипа обеспечивает также и решение актуальной экологической проблемы – использование в производственных процессах любого химического вещества с каждым годом облагается все большими ограничениями со стороны государства для предотвращения нанесения ущерба окружающей среде. Производства таких веществ также облагается дополнительными мерами безопасности, контроля, отчетности, что увеличивает цену продукта и негативно влияет на экономику.
• Технология обработки грузов Фрострипом предельно проста и не требует применения дорогостоящей специальной техники и механизмов.

Общее решение проблемы смерзания грузов химическим путем - давно не новость на этом рынке, но именно экологический аспект и сложная технология нанесения и смывания затрудняют масштабное внедрение на станциях этого перспективного метода. Так, например, внедрение обработки угля хлористым кальцием позволило на 20% увеличить поставки угля в Кузбасе, при том, что данный метод (см. также п.13) не так безопасен и требует специального оборудования для применения. А в сравнении с механизированным способом разморозки сыпучих грузов разница колоссальна.

• Фрострип является полностью отечественным препаратом, все компоненты Фрострипа производятся на территории РФ. Этот фактор благотворно отражается на цене продукта, сокращает сроки поставок и предотвращает возможные проблемы при масштабировании производства, т.к. все реагенты есть в ближайшем доступе внутри страны.
• Стоимость обработки сыпучих грузов Фрострипом не мене чем в 2-2.5 раза ниже чем у любых альтернативных вариантов – около 100 рублей на тонну груза.
• Сочетание тонких вариаций пропиленгликоля и нестандартных ингибирующих коррозию добавок с присадками, обеспечивающими повышенное смачивание, открывает широкие возможности применения Фрострипа и его модификаций в авиации и ЖКХ (противообледенительные и антигололедные составы, противопылевые средства) и других отраслях экономики.

Описание базовой технологии

ФростРип обволакивает отдельные частицы из-за разности характеристик поверхностной активности и изменения угла смачиваемости, разделяет их друг от друга барьером гидрофобного вещества и при понижении температуры влага не смораживает частицы между собой, а замерзает отдельными крупицами в зазорах между веществом. Благодаря подобному механизму действия препарата, при обмерзании образуется не единый монолит смерзшегося насыпного продукта, а создается достаточно хрупкая система из самого сыпучего вещества, поверхность которого защищает от влаги ФростРип, и присутствующей влаги в форме микрольдинок. Такая неустойчивая система легко рассыпается при самом даже минимальном механическом воздействии на структуру, когда дно или борта вагона раскрываются при выгрузке груза. Таким образом, применение ФростРипа обеспечивает легкую перевалку сыпучих материалов в зимнее время или при смене температурных поясов.

На практике технология применения ФростРипа имеет два направления (на примере щебня):

1. Применение перед транспортировкой.

Когда при погрузке в вагон щебень сверху проливается ФростРипом и погружается уже обработанный препаратом в вагон. Если при этом материал не будет подвержен воздействию осадков, то ФростРип не будет смыт/разбавлен внешней водой и будет показывать свою самую высокую эффективность. Если специального оборудования нет, то можно пролить щебень в вагоне сверху опрыскивателем или просто лейкой. ФростРип имеет 4 класс опасности и не требует средств индивидуальной защиты для персонала, в химическую реакцию при стекании в вагон или при просачивании на землю ФростРип не вступает и легко смывается водой, а, значит, не уменьшает срок эксплуатации вагона воздействием на стенки (наоборот – защищает от коррозии), а также не загрязняет окружающую среду при попадании на землю. Не требуется проведение дорогостоящих мероприятий по снижению влажности, исключено дорогое дополнительное оборудование, не нужны специальные средства защиты для персонала, что прямо и существенно экономит средства и значительно сокращает время перевалки щебня, что исключает также и дополнительные затраты на лишние часы, а то и сутки простоя составов.

2. Применение на уже смерзшемся грузе.

Если вагон предварительно не был обработан и поступил уже со смерзшейся водой между частицами материала, то ФростРип может помочь и в этой ситуации – сверху весь щебень проливается препаратом и уже через один час мы получим пропитанный ФростРипом щебень, который легко высыпается из вагона, как было практически продемонстрировано на испытаниях в РЖД (см.Приложение).

Характеристики:

• Расход 80 - 100 л на 40 куб м щебня (для хоппер-дозатора) или около 2 л на 1 куб м
• Эффективно работает при температуре до -55 градусов
• Защищает от коррозии металлические борта и днище вагонов при перевозках
• Имеет 4 класс опасности, пожаро- и взрывобезопасен
• Легко растворяется водой, безопасен для окружающей среды и персонала
• Сделан полностью из реактивов, произведенных в РФ, что положительно влияет на цену

Технологические тренды

Одним из общепринятых направлений в борьбе со смерзаемостью грузов является предотвращение или уменьшение степени смерзания груза и примерзания его к стенкам вагона путем применения различных профилактических средств. Достоинство этого способа состоит в том, что он устраняет саму причину смерзания грузов и исключает необходимость транспортирования излишней влаги. Понижение содержания влаги до безопасного предела предупреждает смерзание насыпного груза и сохраняет его сыпучесть до момента выгрузки, но требует надежной защиты обработанного груза от внешней влаги (осадки).

Основные профилактические меры при подготовке насыпного груза к отправке.

1. Понижение влажности до нормы, т. е. обезвоживание груза, посредством различных фильтров, отжимом на центрифугах, термической сушкой под воздействием температуры. Стоимость переработки такой технологии довольно высокая, поэтому они применяются для наиболее ценных грузов, например, таких, как ценные химические грузы, перевозимые в небольших тарах.
2. Предварительное промораживание насыпных грузов до погрузки и его измельчение путём перелопачивания его экскаватором, скрепером, грейдерным краном и другими механизмами, что означает необходимость принять определённые меры, чтобы груз не превратился в монолит (разделить его на небольшие куски). Такая технология предохранения груза от смерзания в вагонах применяется при погрузке массовых грузов в условиях устойчивых морозов. Себестоимость такой технологии весьма высока, энерго- и трудозатратна.
3. Послойная пересыпка груза в вагоне различными веществами, которые не вызывают заметного изменения качества груза. К ним относятся древесные опилки, измельчённая солома, торфяная крошка, измельчённый каменный уголь и т. д., а также можно постелить на пол вагона указанные средства и послойно переложить ими груз в вагоне при погрузке. Хотя данный способ является самым дешёвым и относительно технологичным, нельзя не отметить его немалую сложность и весьма высокую совокупную затратность.
4. Пересыпка груза в вагоне различными химическими веществами минерального происхождения, которые вызывают изменение состояния массы груза: образование незамерзающих растворов, кристаллов льда с пониженной прочностью, испарение влаги. Груз послойно пересыпают негашёной известью, хлористым кальцием, хлористым калием, хлористым магнием, что обусловливает немалую сложность и высокую затратность данного метода.
5. Перед погрузкой выполняют обмасливание пола и стен полувагона и платформы минеральными и каменноугольными маслами и другими реагентами органического происхождения типа северин, ниогрин. Кроме того, производят обрызгивание груза каменноугольными и другими маслами. Каменные угли различных марок, профилактированные ниогрином, не смерзаются даже при температуре до –250С, а северином – до -500С. Нельзя не отметить высокую пожароопасность, технологическую сложность и очевидную высокую затратность данного метода.
6. Брикетирование груза на небольшие кирпичики. Такая мера больше всего применяется за рубежом. При этом происходит агломерация (гранулирование) насыпных грузов, т. е. грузу придаётся форма шарика, тогда груз меньше смерзает. Сложность и высокая затратность данного метода очевидна по причине необходимости применения дополнительного технологического оборудования для фактически дополнительной перевалки груза при его гранулировании.

Правилами перевозок предусматривается, что если нет возможности уменьшения влажности насыпного груза до безопасных пределов, то при погрузке в вагоны в холодный период года такого груза грузоотправитель должен самостоятельно принять меры по предотвращению его смерзания и примерзания к стенам и полу вагона, применяя соответствующие профилактические средства.

Оценка рынка

Проект может быть реализован в следующих сферах:

• Транспортировка песка

На рынке песка объем производства изготавливаемой продукции на территории РФ в 2019 году оказался на отметке 244,6 млн.м3. В 2019 году из РФ было экспортировано песка в размере 4,52 млн долл, что на 69,37% больше объемов поставок 2015 года.

• Транспортировка щебня

На рынке щебня объем производства изготавливаемой продукции на территории РФ в 2019 году оказался на отметке 201,9 млн м3, увеличившись относительно 2018 года на 6,2%.

• Транспортировка каменного угля

Оптовыми компаниями, продающими товар в России, в 2018 году было совершено торговых оптовых операций в объеме 59,95 млн т. В 2019 году несколько изменилась, продажи возросли по сравнению с уровнем прошлого года, и суммарно к концу года объем оптовых продаж достиг 74,08 млн.т. Итого, темп роста составил 23,6%.

• Транспортировка гравия

На российском рынке гравия динамика производства характеризовалась положительной направленностью, показывая 21,8%-й рост в сравнении с уровнем 2018 года.

• Транспортировка топливных гранул

В структуре российского рынка пеллет объем производства в 2019 году составил 1,6 млн.т, демонстрируя 16%-й рост относительно 2018 года. Хоть на российском рынке пеллет импортные поставки за пять лет упали на 19,48% все же составляют 1,22 млн долл.

Применение ФростРипа актуально для размораживания инертных сыпучих материалов на открытых площадках хранения, что часто парализует бетонные заводы в зимнее время, для размораживания дренажных и водопроводных стоков в ЖКХ, для проведения противогололедных и антиобледенительных мероприятий в ЖКХ, авиации и т.п.

Перспективными для ФростРипа рынками в части борьбы со смораживанием грузов могут стать все страны, где зимние температуры опускаются ниже 0°С на срок более 2-3 дней – Северная Европа, Канада, США, Китай. В части противопылевых вариантов ФростРипа рынком могут быть все страны, уделяющие серьезное внимание экологии.

Конкурентные преимущества

Компания Zirax активно продвигает хлористый кальций, причем одновременно в двух ипостасях применения -  и как противопылевое средство (что весьма сомнительно при простой внешней просыпке гранулированным порошком), и как средство против смерзания сыпучих грузов.

По сравнению с ФростРипом применение хлористого кальция против смерзания имеет следующие серьезные недостатки:

1. Серьезный экологический вред от применения данного химиката.

Как рекламирует свой продукт компания Zirax - «Хлористый кальций UniPell способен обеспечить экономичную защиту угля, руды и прочих сыпучих материалов от смерзания. Вещество пригодно к использованию на сортировочных станциях, шахтах, конвейерных линиях и прочих местах, где материалы подвергаются воздействию минусовых температур».

Однако при этом умалчивается о том, что хлористый кальций - высокоактивное химическое вещество 3 класса опасности, которое не только требует специальной защиты персонала и оборудования при работе с ним, но и крайне плохо влияет на окружающую среду, неизбежно попадая в грунт при смывании.

2. Высокая стоимость обработки.

Как следует из таблиц, содержащихся на официальном сайте компании Zirax, расход хлористого кальция составляет от 11 до 23 литров на тонну обрабатываемого сыпучего груза в зависимости от степени промерзания груза и температуры окружающей среды. Исходя из текущих рыночных цен на хлористый кальций себестоимость такой обработки составит от 200 до 250 рублей на одну тонну, тогда как применение ФростРипа обойдется потребителю в 2-2.5 раза меньшую сумму – около 110 р/тонна.

3. Температурный диапазон применения.

Как следует из таблиц, содержащихся на официальном сайте компании Zirax, пределом применения хлористого кальция являются температуры в диапазоне от -25 до -35 °С. Предельные температуры для применения ФростРипа колеблются около -55 °С.

Команда проекта

В состав нашей команды входят опытные специалисты, которые имеют разносторонний опыт работы: в проектах по разработке различных инновационных строительных материалов и продукции промышленной химии, во внедрении инновационных проектов на рынок, в организации производства и продаж, и т.д.

Лукьянычев Олег Александрович

Директор по инвестициям и продажам

Выпускник факультета аэромеханики и летательной̆ техники МФТИ 1990 г., председатель Гильдии бизнес-консалтинга Торгово-промышленной палаты Московской области, член Инвестиционного совета при Губернаторе Московской области, управляющий партнер Центра технологий Акрона. Член совета Московского областного отделения «Опоры России». Соучредитель стартапа «Преокорр», резидента Сколково. Трекер и соинвестор проекта «Ренобет» (Финалист акселерационной программы «BuildUp»). Ментор «Клуба Менторов Физтех-Союза».

Белогрудов Игорь Олегович        

Научное руководство проектом

Выпускник физического факультета МГУ по кафедре биофизики, аспирантуры физического факультета МГУ, также закончил бизнес-школу Лондонского Открытого Университета. Опыт в разработке и реализации инновационных проектов в области промышленной химии и новых веществ с заданными свойствами. С 2010 года по 2016 год – председатель Комиссии Московской Торгово-Промышленной Палаты по сотрудничеству с Грецией.

Гришин Михаил Васильевич 

Химик-технолог проекта

Выпускник МХТИ им. Д.И. Менделеева по специальности "химик-технолог неорганических веществ и минеральных удобрений". Кандидат технических наук. Автор ряда патентов и изобретений СССР и РФ, лауреат золотой медали ВДНХ-2004.Разработал и внедрил более 100 рецептур технических моющих средств для всех отраслей промышленности (пищевой, транспорта, машиностроения, строительства и др.). Руководитель реставрации и химической защиты памятника Б.Ельцину в г. Екатеринбурге и его могилы на Новодевичьем кладбище, возглавляет участок реставрации бетонных поверхностей Триумфальной Арки, главный консультант реставрационных работ Новодевичьего монастыря.

Текущий статус проекта

На данный момент продукт разработан и готов к масштабированию в массовое производство. Был удачный опыт работы с РЖД с замерзшими вагонами, в которых уже застыла влага с сыпучими грузами, и продукт отлично себя показал при рабочих температурах от -15 и ниже.

Есть небольшое производство, 90% работы в котором выполняется вручную и требует автоматизации. Продукт выпускается пока строго по предварительному заказу и в ограниченном количестве.

Эффективность была проверена опытным путем с анализом изменения свойств сыпучих грузов с разными уровнями влажности в условиях различных низких температур.

Продукт был разработан изначально под целевой запрос; потребность в подобном продукте назрела уже давно. Те решения, которые используются сейчас в этой сфере, либо устарели технологически (смешивание с опилками, например), или морально (обработка агрессивными химическими веществами - это неэкологично, несовременно, опасно для персонала).

При разработке продукта команда рассчитывала создать не просто вещество, с помощью которого можно было разморозить груз, а комплексное решение, которое не только в конечной точке может помочь, но отлично будет работать и при предварительной обработке, при этом не подвергая опасности тех, кто ее использует. Разработан бренд продукта и несколько видов упаковки. Планируется выход на рынок в ближайшие сроки, когда будут привлечены инвестиции. Есть серьезные перспективы для разрабатываемых модификаций продукта.

В 2021 году планируется продвигать продукт на различных акселераторах, от стадии испытаний до долгосрочного сотрудничества.

В данный момент выполнен поиск поставщиков, которые смогут обеспечить стабильное снабжение необходимым сырьем в существенных объемах и с хорошими скидками, что позволит активно действовать на рынке в плане проведения оптимальной ценовой политики для конечных потребителей.

Презентации

Препарат для защиты от смерзания и для размораживания сыпучих грузов ФростРип

Пульс