Во всем мире проводятся исследования в области биоразлагаемых и перерабатываемых пластмасс. Однако армированные волокном компоненты остаются проблематичными, если используются стеклянные или углеродные волокна. В рамках исследовательского проекта в ЕС шотландская компания Cellucomp Limited в настоящее время разработала метод извлечения нановолокон из отходов моркови. Эти волокна были бы недорогими и биоразлагаемыми одновременно. Но этот метод, который работает в лаборатории, также продается в больших масштабах?
С помощью метода MPAS («Выбор многоперспективных приложений»), разработанного в Empa, можно определить, в каких отраслях промышленности новые материалы можно использовать технически и экономически разумно. В то же время экологическая сторона этих новых материалов учитывается в MPAS. Результат в этом случае: нановолокна, сделанные из отходов моркови, могут в будущем использоваться, например, при производстве мотоциклетных шлемов или боковых стенок для мобильных домов.
Трехступенчатый анализ
Чтобы выяснить рыночные возможности нового материала, исследователи Empa Фабиано Пичинно, Ролан Хишье и Клаудия Сом в три этапа используют метод MPAS. Во-первых, область возможных приложений выделяется: какие приложения возможны из-за их технических свойств и на какие категории они могут быть разделены? Может ли новый материал заменить существующий?
Второй шаг касается технической осуществимости и рыночных возможностей: могут ли требуемые свойства материала быть достигнуты с помощью технического процесса? Может ли качество продукции колебаться между отдельными производственными партиями? Может ли лабораторный процесс быть экономически масштабирован до промышленного масштаба? Материал больше подходит для недорогого сектора или для дорогих предметов роскоши? И наконец: соответствует ли продукт требованиям законодательства и требованиям сертификации клиентов?
На третьем этапе, наконец, рассматривается экология: действительно ли этот новый материал более экологичен для идентифицированных продуктов - если включены все этапы от создания продукта до переработки? На какие факторы производства следует обратить особое внимание, чтобы сделать материал максимально экологичным?
Промышленное производство в пятитонном масштабе - теоретически рассчитано
С подходом MPAS вы можете достаточно точно рассчитать отдельные сценарии будущего производства. В случае нановолокон из отходов моркови решающим является использование в качестве сырья для их производства пяти тонн свежей моркови или 209 кг морковной выжимки (волокнистые отходы от отжима сока). Вопрос о том, будет ли растворитель в конечном итоге перерабатываться или сжигаться, влияет на производственные затраты. А энергетический баланс зависит от того, как ферменты, которые удаляют волокна из моркови, дезактивируются. В лаборатории это делается с помощью тепла, использование отбеливающих средств будет дешевле для промышленного производства.
Вывод: шесть возможных применений для «морковных волокон»
Что касается производства волокна из отходов моркови, анализ MPAS выявил шесть возможных клиентских сегментов для шотландского производителя Cellucomp Limited, на которые стоит обратить пристальное внимание: защитное оборудование и устройства для спортивных развлечений, специальные транспортные средства, мебель, предметы роскоши и товары промышленного назначения. В качестве примеров исследователи приводят: мотоциклетные шлемы и доски для серфинга, боковые стенки автодомов, обеденные столы, высококачественные динамики и защитные коврики для изделий из мрамора. Подобный подробный анализ может быть проведен и для других возобновляемых материалов - даже до того, как много денег будет вложено в производственные цеха. (Ага)