Главная » Новости Академгородка - архив новостей » Короли глиоксаля
Контакты English

Короли глиоксаля

30.05.12

Томские ученые не только сумели разработать уникальное химическое вещество, но и довели свое ноу-хау до стадии промышленного производства

 

 

Что такое глиоксаль? Для тех, кто учил химию только по школьным учебникам, будет вполне достаточно сообщить, что это ценное химическое соединение, имеющее широчайший спектр применения. Глиоксаль является основой для создания веществ и материалов, применяемых в фармацевтике, строительстве, нефтепереработке, текстильной, кожевенной, лакокрасочной, клеевой, металлургической промышленности, используется при производстве взрывчатых веществ, нового поколения ракетного топлива и так далее. Универсальность глиоксаля (насчитывается около 2,5 тыс. материалов, которые можно создать на его основе) и определяет его коммерческую ценность — тонна вещества стоит 95 тыс. рублей. До 2010 года технологиями производства глиоксаля располагали только семь стран в мире. Благодаря томским ученым Россия стала восьмой.

Ученые Томского государственного университета (ТГУ) еще с 1990-х годов разрабатывали технологию получения глиоксаля. Над этой задачей усиленно работал целый коллектив, которому за одиннадцать лет удалось реализовать идею синтеза этого соединения. Последний решающий рывок сделали специалисты лаборатории каталитических исследований ТГУ в 2003–2006 годах. Молодой томский ученый Алексей Князев, принявший участие в разработке, в своей кандидатской диссертации в 2003 году защитил принцип, на котором сейчас и базируется технология. В 2009 году Князев стал лауреатом премии президента России для молодых ученых за разработку технологии получения глиоксаля в промышленных объемах. Можно сказать, что с тех пор слово «глиоксаль» в Томске стало символом успешного инновационного решения. «Опытную площадку на территории одного из томских заводов открыли в 2009-м, — говорит научный руководитель ООО «Новохим», кандидат химических наук, руководитель лаборатории каталитических исследований ТГУ Алексей Князев. — Но эффективный катализатор, с помощью которого можно получить гораздо больше чистого глиоксаля, разработали еще в 2003-м. Дальше — азарт. Решили, не попробовать ли что-то самим сделать из глиоксаля? В 2005-м начали, а сейчас уже имеем большой спектр продукции. Производство этого вещества в России привело к снижению его стоимости и сделало его использование экономически выгодным».

От пробирки до завода

Когда-то все начиналось с невзрачных серых гранул — катализатора синтеза глиоксаля, благодаря которому и было создано уникальное российское производство. С получением глиоксаля у томичей появился мощнейший стимул для того, чтобы претворять свои инновации в жизнь или, как сейчас принято говорить, коммерциализировать разработку. «Трудно представить, зачем человек мог бы купить бутылку глиоксаля, если бы она продавалась где-нибудь в строительном магазине. Это бессмысленно, — говорит Алексей Князев. — Но это очень ценное вещество, на его основе можно делать огромное количество материалов, которые затем можно и купить. Одно из самых понятных людям веществ, которые мы из него делаем — это средство для дезинфекции».

Сначала разработчики думали, что выгоднее продавать сам глиоксаль. Однако, как они сами признаются сегодня, ошиблись. Сырье было получено, но проблема оказалась в том, что в России многие просто не знали, как превратить его в готовый товар. Поэтому большая часть продукции из глиоксаля и его производных ввозится из-за рубежа. Например, 60% рынка дезинфектантов занимает импорт. «Никто не знает, что с помощью гликолурила можно удобрять почву, что можно делать компоненты для стиральных порошков, — поясняет Князев. — Очень мало кто умеет что-то делать из глиоксаля. Когда мы это поняли, то решили, что надо браться за дело самим и начинать продавать конечный продукт. С точки зрения бизнеса это правильнее. Благодаря тому что сегодня можно создавать малые предприятия совместно с университетами, мы находимся сейчас в нормальной ситуации. Занимаясь наукой, мы прямо или косвенно участвуем в бизнес-процессах».

Короли глиоксаляНа самом деле проект давно вышел за рамки одной лаборатории и одного университета. Сейчас в нем задействованы несколько томских вузов и промышленных предприятий. Костяк «глиоксалевой долины» составляет ТГУ и Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ) — именно они сегодня занимаются вопросами разработки производных глиоксаля. Производственное ядро — малое предприятие «Новохим», которое производит сам глиоксаль, а также еще несколько малых предприятий, выпускающих продукты на его основе. «Когда мы начали взаимодействовать, стало понятно, что медицинская сфера применения производных глиоксаля чрезвычайно широка, — говорит доктор химических наук, заместитель директора центральной научно-исследовательской лаборатории СибГМУ Алексей Сазонов. — Есть фармацевтическое направление, но и другие, которые можно внедрить быстрее. А вопросы внедрения важны для всех. Поэтому и началась, в частности, разработка дезинфектантов. Они используются в самых разных областях начиная с сельского хозяйства, пищевой промышленности, заканчивая медицинским применением. Эти средства можно считать уникальными как с точки зрения эффективности, так и с точки зрения происхождения, поскольку их производят из томского сырья. И у нас действительно есть редкий шанс создать собственное абсолютно конкурентное производство как на российском, так и на международном рынке».

Средства для дезинфекции уже прошли испытания на объектах сельского хозяйства — в коровниках, птичниках, на свинокомплексе — и везде получили положительную оценку. Самое главное, что томская продукция гораздо дешевле, чем зарубежная, и при этом не уступает в качестве. Дезинфектанты производит компания «Альдо-мед», уже выработаны две тонны каждого средства — это опытные партии, необходимые для сертификации. А вообще, по мнению Алексея Князева, требуемый объем таких средств исчисляется сотнями тонн только по сибирскому региону. И предприятие планирует выйти на серьезные объемы, чтобы обеспечить продукцией всех заинтересованных потребителей. «Многие соединения на основе глиоксаля обывателю ничего не скажут, — говорит доцент кафедры органической химии ТГУ Виктор Мальков. — Но они входят, например, в состав ряда фармацевтических препаратов антибактериального и противовирусного действия. В частности, широко известного препарата метронидазола. И это большой шаг вперед, потому что фармпромышленность в России за последние двадцать лет была фактически нивелирована, в подавляющем большинстве фармпрепараты ввозятся из-за рубежа».

Гликолурил — тоже неизвестный в широких кругамх продукт, который входит в состав моющих средств, дезинфектантов, удобрений. Область его применения довольно широка. К началу осени нынешнего года томские ученые планируют собрать опытную установку синтеза 2-метилимидазола мощностью около 100 тонн в год. «Мы немножко сумасшедшие, поскольку убеждены, что сможем выпускать свое сырье и делать из него отечественные фармпрепараты, — говорит Алексей Князев. — И я думаю, мы добьемся этого. 100-тонное производство закроет около 50 процентов потребности отечественного рынка в этом продукте. Но надо учесть, что 2-метилимидазол также используется в различных сферах. В апреле будущего года мы должны полностью выполнить государственный контракт, отчитаться о создании технологии и запуске опытного производства».

Парк опытного периода

Обилие направлений и фирм, занятых в проекте по выпуску продукции из глиоксаля («Глиоксаль-Т» производит катализатор синтеза глиоксаля, «Компахим» изготавливает продукцию для металлургии, «Альдо-фарм» — для медицины, «Альдо-мед» — для дезинфекции), привело ученых к идее создания парка опытных установок, где будут собраны все производства глиоксаля — от килограмма до десятков и тысяч тонн. Вопрос организации собственной промышленной площадки стоит перед производителями глиоксаля достаточно давно, поскольку до сих пор производство находится на площадях, арендуемых у завода манометров, который расположен практически в центре Томска. Однако, как говорят разработчики, в занятом цеху уже настолько тесно, что пора подумать о переезде. Основная цель — это два-три гектара земли, на которых можно построить крупнотоннажное химическое производство. Первый этап — создание парка опытных установок, в котором будет находиться своеобразный химический кластер из семи производств. Здесь будет появляться на свет глиоксаль, имидазол, дезинфектанты, антиржавин (средство для удаления отложений), модификатор для металлов, кристаллический глиоксаль и гликолиевая кислота.

Стоимость оборудования, помещения и самой площадки Алексей Князев оценивает примерно в 100–200 млн рублей, а запуск самих производств — как минимум в миллиард рублей. «Это серьезное мероприятие, таких опытных парков в стране не хватает, — считает Князев. — Создавая его, мы надеемся привлечь сюда не только промышленников, но и всех, кому необходимы новые технологии. Например, металлургическую отрасль. Наше ООО «Компахим» производит модификатор стали, который позволяет создавать мощные сплавы и на основе алюминия, чугуна. Уже сейчас у нас очень широкая география поставок — Воронеж, Челябинская область, Комсомольск-на-Амуре, Новокузнецк. Предприятие является резидентом Сколково и активно продвигает продукцию на зарубежные рынки. У нас тут вообще очень широкий спектр. Например, в Кожевниковском районе (Томская область) идут испытания гликолурила как удобрения. Оно вносится раз в три года и позволяет насыщать почву азотом. Мы проводили испытания в нашем Ботаническом саду, и они были успешными, сейчас испытываем на пшенице».

Еще одна востребованная разработка томичей — компонент для стиральных порошков, которые позволят стирать белье в холодной воде. Опытная партия уже испытана, технологию можно считать импортозамещающей. Однако, как признается Алексей Князев, производство, возможно, придется вынести за рубеж. Не все компоненты для порошка можно получить в России. Экономический смысл в этом есть. Если немецкий гликолурил будет стоить 1 200 рублей, а наш — 150 рублей за килограмм, то даже если вывезти его за рубеж, а потом привезти обратно — все равно томская продукция будет дешевле импортной. «Хотелось бы, конечно, все делать в Томске, но нет у нас всего, — сетует Князев. — Зато у нас есть самое главное — это мозги».

Всего в настоящее время томичи производят 24 наименования материалов из глиоксаля. Все они эксклюзивные, то есть никто в России больше их не выпускает. В год разрабатываются три-четыре новых материала, появляется 15–20 новых направлений, но не все они реализуются даже на опытно-промышленном уровне. «Начинаем с пробирки, — говорит Алексей Князев. — Потом получаем пять литров, а потом начинаем опытное производство. На все это нужно время. Например, как только мы получили имидазол, нам звонят и говорят — надо три тонны, куда деньги платить? А у нас баночка имидазола. Мы говорим, увы... у нас столько нет, а что есть — самим нужно».

Порошок стратегического назначения

Тем не менее два масштабных проекта, связанных с глиоксалем, нашли томичей сами. Сначала федеральный научно-производственный центр «Алтай» (в алтайском наукограде Бийск) в рамках постановления правительства № 218 «О совместной деятельности вузов и промышленных предприятий» выиграл конкурс Минобразования на получение государственного финансирования для создания наукоемкого производства. Затем ФНПЦ «Алтай» заказал ТГУ разработку технологии получения кристаллического глиоксаля — сверхчистой формы этого вещества. В Томске уже производился 40-процентный водный раствор глиоксаля, но ученые разработали технологию получения кристаллического глиоксаля — белого порошка, который оказался очень ценным сырьем. ФНПЦ «Алтай» по полученной технологии начали производить это вещество в тестовом режиме и проводить испытания. Летом нынешнего года в Бийске намечен запуск завода по производству 500 тонн кристаллического глиоксаля в год. Предполагается, что из 500 тонн получаемого вещества около 20% пойдет на создание компонента для ракетного топлива, остальное — на лекарственные субстанции. На разработку технологии создания кристаллического глиоксаля государство выделило 277 млн рублей. Томичи привлекли к проекту около 80 человек, разработали нестандартное оборудование, вложили средства в развитие лаборатории. И в результате сделали современный исследовательский центр высокого класса.

Серьезная ориентация на медицинскую продукцию привела к тому, что проект попал под крыло платформы «Медицина будущего» (см. «Платформа тронется — продукт останется» в «Эксперте-Сибирь» № 28–29 за 2011 год), которая определяет ряд материалов из глиоксаля. «Технологическая платформа была запущена в 2011 году и рассматривает выработку глиоксаля и его производных как один из перспективных проектов, — говорит Алексей Сазонов. — Работа нашей команды направлена на то, чтобы создавать субстанции, из которых фармацевтические предприятия будут делать конкретные лекарственные формы. Это огромный путь и крайне тяжелая работа — получить из какого-то вещества готовое лекарство».

Короли глиоксаляРазработчики предполагают, что этот проект пойдет по пути создания новых инновационных медицинских продуктов. Например, хирургических шовных материалов. Через «Медицину будущего» удалось подать заявку на создание российской технологии производства шовного материала. Проект по его созданию сейчас на начальной стадии — подписан государственный контракт и взяты обязательства к концу следующего года создать технологию. Проект комплексный, технология сложная. Чтобы от глиоксаля добраться до биоразлагаемой нити, требуется порядка 25 химических операций. «В Томске есть все, чтобы сделать такую технологию и внедрить, — считает Алексей Князев. — Синтетики ТГУ отрабатывают способ получения гликолевой кислоты из глиоксаля. Синтетики-полимерщики ТГУ и ТПУ учатся из гликолевой кислоты делать полимеры — основу для всех материалов. Производственники-синтетики смогут сделать из полимеров пленки, нити. СибГМУ может провести клинические испытания полученных материалов. Рассчитываем, что сможем произвести самого полимера для нити около 1,5 тонн в год. Это примерно 10–15 процентов отечественного рынка. Пока все нити ввозятся из-за рубежа — Америки, Германии, Китая. Сейчас один метр стоит 300 рублей. Цену можно снизить на 30 процентов».

Сердце томской технологии — ноу-хау. Уже сегодня над проектом работают более 60 человек в лаборатории, около 170 человек на предприятиях в Томске, еще столько же так или иначе связаны с проектом. В перспективе, считает Алексей Князев, эта цифра утроится. «Нам удалось сделать эффективную экономическую схему, — говорит он. — По качеству томский глиоксаль не уступает зарубежному, единственный критерий — это цена. Сейчас наш продукт на 5–7 процентов дешевле, чем зарубежный, при достижении промышленных объемов мы сможем предложить его дешевле на 40 процентов. Это будет уже очень заметно». 

Источник: expert.ru