Как проверяют и разрабатывают компостируемые материалы: Гринтех ИТМО
Факультет экотехнологий (Гринтех) Университета ИТМО занимается вопросами экологии и устойчивого развития. Междисциплинарные проекты работают на стыке инженерии, естественных наук, цифровых технологий и управления.
Волонтёры «РазДельного Сбора» побывали в Гринтехе на экскурсии. Сотрудники факультета рассказали о своих исследованиях, показали лаборатории и оборудование. А ещё познакомили нас с разработками, которые могут найти применение в сфере обращения с отходами, промышленной экологии и создания новых материалов.
Больше всего нас интересовала установка, позволяющая оценивать компостируемость материалов в условиях, приближенных к промышленному компостированию. Но экскурсия оказалась гораздо шире: мы увидели исследования в области очистки сточных вод, промышленной энтомологии, биотехнологий и экологического мониторинга.
Когда науке пора выходить из лаборатории
Одной из тем экскурсии стал путь научной разработки от идеи до реального производства.
Как рассказали сотрудники ИТМО, научные проекты проходят несколько уровней готовности технологий (Technology Readiness Level, TRL). Первые этапы посвящены исследованиям, а затем наступает самый сложный момент — переход к промышленному внедрению. Именно здесь многим перспективным разработкам не хватает индустриальных партнёров и инвестиций. Слайд из презентации проектов лаборатории:

Разработки, которые нам показали на экскурсии, как раз «застряли» на четвёртом уровне и требуют мотивированного инвестора, чтобы выйти в реальный мир.
По словам учёных, они заинтересованы в сотрудничестве с компаниями, которые готовы внедрять научные решения в реальные производственные процессы. Все проекты представлены на сайте ИТМО и открыты для потенциальных партнёров.
Как проверить, действительно ли материал компостируется?
На экскурсии волонтёров познакомили с лабораторной установкой для оценки компостируемости материалов.
Поводом для её создания стала практическая проблема. В России сегодня нет системы сертификации, аналогичной европейской системе OK compost, которая подтверждала бы пригодность материалов к промышленному компостированию.

Поэтому исследователи одновременно работают в двух направлениях:
- создают новые материалы и
- разрабатывают методику их проверки.
В основе установки лежит международный стандарт, согласно которому степень компостируемости определяют по количеству выделившегося углекислого газа.
Во время эксперимента одновременно запускают три одинаковых испытания.
- В первой ёмкости находится зрелый компост — отрицательный контроль.
- Во второй — чистая целлюлоза, служащая положительным контролем как полностью компостируемый материал.
- В третью помещают исследуемый образец.
Все ёмкости находятся в условиях, моделирующих промышленное компостирование: поддерживаются постоянная температура и подача воздуха. Газ, выделяющийся в процессе разложения, проходит через систему очистки, после чего измеряется количество CO₂. Именно этот показатель позволяет определить степень разложения материала.
Если за шесть месяцев образец достигает примерно 90% разложения относительно контрольного материала, его считают пригодным для промышленного компостирования.
«Мы совсем по-другому представляли себе проверку компостируемых материалов, — рассказала участница экскурсии Полина. — Для меня стало открытием, что компостируемость измеряют по уровню СО2».
Не вся «биоразлагаемая» посуда действительно компостируется
Особенно запомнился пример, которым поделились исследователи.
Они купили на маркетплейсе одноразовую посуду, о которой было заявлено, что она «100% биоразлагаемая» и провели испытания. Результат поразил учёных. Показатель компостируемости составил –1% (минус один процент). Это означает, что материал посуды не только совсем не разложился, но ещё и угнетал микроорганизмы, участвующие в процессе компостирования.
Базовая методика оценивает степень компостируемости материала, но не качественный состав получившегося компоста. При необходимости состав веществ, остающихся после разложения, может исследовать партнёрская лаборатория в Архангельске, однако такой анализ проводят не для каждого испытания.
Материалы из растительных отходов и грибная изоляция
Лаборатория разрабатывает и собственные компостируемые материалы.
Исследователи работают над одноразовой посудой и упаковкой из растительного сырья, которые после использования можно было бы отправлять на промышленное компостирование вместе с пищевыми отходами.
Сотрудники факультета рассказали, что им уже удалось получить материал, способный конкурировать по стоимости с традиционными решениями. Следующий этап — опытно-промышленная отработка технологии и поиск партнёров для её внедрения.
Ещё одна разработка учёных — изоляционные плиты, выращенные с использованием грибов.
Их предлагают использовать в строительстве как тепло- и звукоизоляционный материал. Внешне плиты напоминают спрессованные опилки или шелуху светлого песочного цвета. По словам разработчиков, материал не пропитывают дополнительными составами, чтобы сохранить его биоразлагаемость. При воздействии огня он не воспламеняется, а тлеет, что особенно важно для строительных материалов.
От очистки сточных вод до промышленной энтомологии
Во время экскурсии волонтёры посетили сразу несколько лабораторий факультета.
В лаборатории промышленной экологии показали оборудование для физико-химической очистки сточных вод. Здесь используют, в частности, тонкослойные отстойники различной геометрии, а также технологии коагуляции и флотации. Для исследований моделируют различные типы сточных вод под конкретные производственные задачи.
Также нам продемонстрировали установку для аэробного компостирования закрытого типа, которая автоматически перемешивает массу, подаёт воздух и поддерживает необходимые условия процесса.
В лаборатории био- и экотехнологий работают с личинками мухи Чёрной львинки, получают зоогумус и исследуют его свойства. Учёные оценивают его влияние на плодородие почв, проверяют фитотоксичность и одновременно ищут способы автоматизировать процесс выращивания насекомых.
Здесь же также собрана коллекция микроорганизмов, способных разрушать нефтепродукты. Исследователи изучают, как происходит разложение мазута и других нефтяных загрязнений, и какую роль в этом процессе может играть зоогумус. Одним из самых интересных его свойств сотрудники называют способность усиливать нефтедеструкцию. По их наблюдениям, это направление может оказаться даже более перспективным, чем использование зоогумуса в качестве удобрения: из-за высокой биологической активности его внесение в почву имеет ограничения, тогда как потенциал для очистки загрязнённых территорий ещё только предстоит оценить.
Наука открыта для сотрудничества и ищет партнёров
Во время экскурсии стало понятно, что исследования факультета не ограничиваются фундаментальной наукой. Практически каждый проект ориентирован на дальнейшее применение в промышленности.
Факультет сотрудничает с другими университетами, открыт для студентов разных вузов и заинтересован в партнёрах, которые готовы вместе доводить перспективные разработки до практического применения.

Спасибо учёным Гринтеха за увлекательную экскурсию. Она помогает увидеть, сколько научной работы стоит за словами «компостируемый материал», «промышленное компостирование» или «экологическая технология». И понять, что путь от лабораторной идеи до привычного промышленного решения гораздо длиннее, чем кажется со стороны!
Текст, фото: Юлия Верулашвили, Полина Шихарева
Становитесь волонтёром, чтобы вместе с нами ездить на экскурсии к экопроектам и на перерабатывающие предприятия.
«РазДельный Сбор» — некоммерческая организация, мы работаем благодаря вашей поддержке. Если вам нравится то, что мы делаем, вы можете помочь.
Вам будет интересно: