В среднем один мясокомбинат за сутки образует 30 тонн мясных отходов, из которых устаревшие технологии и оборудование позволяют переработать всего 30-50%. Неполная утилизация отходов (субпродукты, туши, просрочка) приводит к серьезному загрязнению окружающей среды. В результате разлагающиеся отходы выделяют токсичные вещества — аммиак, сероводород и нитраты. Чтобы решить проблему, ученые Пермского Политеха разработали новое оборудование и технологию, позволяющую эффективно утилизировать до 90% отходов. Они трансформируются в протеиновую смесь (применяется в спортивном питании, БАДах), технический жир (мыло и глицерин для косметики) и коллаген (пищевая добавка для здорового питания).
Нативный коллаген / © Глеб Иванов, пресс-служба ПНИПУ
Сегодня уровень технологии уже достиг пика переработки и позволяет получать нативный коллаген в промышленном масштабе. Это инновационная методика, у которой в России нет аналогов.
Проект создан за счет гранта по студенческому стартапу от фонда содействия «Инновация» и при поддержке бизнес-инкубатора ПНИПУ. Сейчас активно привлекает финансирование на этап разработки и внедрения промышленного решения.
С 2024 года в России ужесточаются требования к переработке отходов (закон № 89-ФЗ). Актуальная национальная цель – добиться экономики замкнутого цикла, то есть максимально эффективно использовать ресурсы и сохранить природный капитал. В рамках ее достижения необходимо снижать экологические риски, минимизируя захоронение отходов и загрязнение природных водоемов.
Ученые Пермского Политеха разработали комплект оборудования, который представляет собой мини перерабатывающий завод. В нем остатки мясокомбинатов проходят первичную подготовку, например, отделяются от упаковки, измельчаются и смешиваются с водой под давлением. Далее при определенной температуре начинается гидротермолиз – нагревание отходов вместе с водой для их разложения с еще большим давлением. После этого происходит разделение на конечный продукт (коллаген, протеин и так далее) и окончательные отходы: зольный (неразлагаемый) остаток и сточную воду.
– Мы собрали маленький образец установки и переработали 10 килограммов мясных отходов при температуре 200 °C и давлении 50 атмосфер. Пересчитали полученные результаты в пропорциях на одну тонну: с помощью нашего оборудования из тонны непищевых остатков получится 150 килограммов протеиновой смеси, 120 — коллагена и 50 — технического жира. Большая часть остатка растворится в воде и может быть безопасно слита в сток, всего до 100 килограммов зольного остатка уйдет на захоронение, что позволит в 10 раз снизить объем вывозимых на полигоны мясных отходов. Наш метод позволяет перерабатывать даже туши больных животных и продукты с истекшим сроком годности, что невозможно в традиционной технологии переработки, – комментирует Глеб Иванов, аспирант кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» и резидент Бизнес-инкубатора ПНИПУ.
На сегодняшний день существующие аналоги оборудования за счет своих особенностей позволяют перерабатывать только 30-50% мясных отходов. Сами установки привозят из-за границы и получают ограниченное количество конечного продукта, мясокостную муку или сырой протеин. Предлагаемый политехниками продукт уникален тем, что перерабатывает любые остатки мясокомбинатов (включая мясо, кости и кровь) и может получить выходное сырье сразу из всех видов отходов в одной смеси.
– Эта технология – путь к созданию доступного для рынка нативного, «неразрушенного» коллагена. Он широко применяется в косметологии для улучшения эластичности кожи и снижения степени выраженности морщин, а также в медицине для лечения рубцовой ткани и ускоренного затягивания ран. Например, из очищенной свиной кожи, богатой нативным коллагеном (до 90%), производят медицинские изделия: сухую абсорбирующую губку для ран, ожоговые покрытия и хирургические матрицы для тканевой регенерации. В последних открытиях нативный коллаген стал основной биопринтера для 3D-печати органов. Именно такой коллаген нам удалось получить после переработки свиной кожи, используя диоксид углерода и спирт в качестве растворителей, при температуре 40 °C и давлении 350 атм, – комментирует Евгений Мошев, кафедра «Оборудование и автоматизация химических производств» ПНИПУ.
Разработка ученых ПНИПУ не только увеличивает долю перерабатываемых мясных отходов до 90%, но и выполняет функцию импортозамещения. Все эксперименты успешно проводились на изготовленной опытной модели установки. Сейчас ученые разрабатывают промышленное оборудование на основе полученных результатов.
