Stāsts par bērza tāsi turpinās 0
Latvijas Valsts Koksnes ķīmijas institūta (LVKĶI) zinātnieki šoziem saņēma meža nozares atzinību – Zelta čiekuru – par suberīna, produkta, kas paliek pāri pēc betulīna iegūšanas no bērza tāss, pārstrādi suberīnskābju maisījumā. Kokrūpniekiem tas paver jaunas iespējas izturīgu un veselībai nekaitīgu materiālu ražošanai. Iegūst gan daba, gan cilvēki, gan ekonomika.
Koksnes ķīmijas institūta Biorafinēšanas laboratoriju vada institūta vadošais pētnieks Dr. sc. ing. Jānis Rižikovs.
Anita Jaunbelzere, žurnāls “ Baltijas Koks”
Nedraudzīgo līmi aizstāj suberīns
Nu jau vairākus gadus saplākšņa ražotājs koncerns Latvijas Finieris no bērza tāss pēc LVKĶI izstrādātās tehnoloģijas iegūst betulīnu – pulverīti, ko var izmantot zāļu, pārtikas piedevu un kosmētikas ražošanai. Taču arī pēc betulīna ieguves pāri paliek materiāls, no kā var iegūt suberīnu. Suberīns ir polimērveida viela, kas bērza tāsij dod elastīgumu un aizsargā koka stumbru.
Jānis Rižikovs: «Zelta čiekuru mēs saņēmām par suberīna pārstrādāšanu unikālā suberīnskābju maisījumā. Līdz ar to kompozītmateriālu ražotāji ar to var aizstāt naftas izcelsmes produktus, piedodot materiāliem elastību un mitrumizturību, reizē padarot tos videi draudzīgus.
No suberīnskābju maisījuma var iegūt saistvielas, poliolus poliuretāna putām un pārklājumus. Šo dabisko polimēru, aizvietojot sintētiskās vielas, var izmantot dažādi. Pirmām kārtām koksnes kompozītmateriālos – saplāksnī un skaidu plātnēs, padarot tās ne tikai ekoloģiskas, bet arī mitrumizturīgas. Ar šo polimēru salīmēta skaidu plāksne vai saplāksnis atgrūž ūdeni.»
Simtprocentīgs eko saplāksnis
Zinātnieku mērķis nav tikai jaunu produktu ieguve laboratorijā, bet iespēja piedāvāt tos izmantot rūpnieciskā ražošanā.
Jānis Rižikovs: Sadarbojoties ar koncernu Latvijas Finieris, mēs pētām, kā šīs saistvielas iegūt ne tikai laboratorijā, bet palaist rūpnieciskā ražošanā. Lai uzņēmums ar savām iekārtām varētu uzpresēt saplāksni, izmantojot suberīnskābju maisījumu, bija jāpanāk presēšanas temperatūras samazināšana. Mēs meklējām dažādas palīgvielas un šķērssaistītājus, bet tas nelīdzēja pietiekami. Presēšanas temperatūru vajadzēja dabūt zem 200 grādiem, kādu iztur rūpnīcas iekārtas. Nedaudz pielāgojot presēšanas procesu, temperatūru izdevās samazināt līdz pat 140 grādiem. Mums tas pagaidām ir izdevies laboratorijas apstākļos. Vēl jāturpina strādāt un pielāgot tehnoloģiju, lai arī rūpnīcā varētu iegūt pirmās izturības klases saplāksni.
Protams, tas nenotiek ātri un vienkārši. Tam apakšā ir saistvielu stāsts un praktiskās ievirzes un komercializācijas pētījumu projekti, kuru uzdevums bija novest to visu līdz ražotājam. Pirmās mitrumizturības klases materiālus ar pilnīgi dabīgu saistvielu līdz šim nav ieguvis neviens no mums zināmajiem ražotājiem. Tagad mēs virzāmies arī uz trešās klases mitrumizturīga saplākšņa iegūšanu laboratorijas apstākļos.
Tajā pašā laikā jau šobrīd koncerns Latvijas Finieris izmanto daļēji ekoloģisku līmi. Tās ražošanai Bolderājā starptautiska projekta VIOBOND ietvaros šobrīd tiek būvēts cehs, kurā no lignīna, kas paliek pāri koksnes pārstrādē celulozē un ko līdz šim īsti nezināja, kur likt, ražos sveķus saplākšņa līmēšanai.
Protams, sintētiskās saistvielas nepazudīs, tās būs vienmēr. Fenol-formaldehīda sveķus, kas arī dod mitrumizturību, izmantos, lai ražotu plātnes, kas nepieciešamas āra apstākļos un kur nepieciešama augsta mehāniskā un ūdens izturība. Taču, kad runa ir par telpām, kurās uzturas cilvēki, tad svarīgi ir ekoloģiski produkti, kas nesatur formaldehīdu. Uzņēmumam Latvijas Finieris pietiek bērza tāss, lai viena rūpnīca strādātu, izmantojot suberīnskābju saistvielu, un ražotu simtprocentīgu ekoloģisku saplāksni. Lai līdz tam nonāktu, jāiegulda liels darbs, taču tad, kad produkts nonācis rūpnīcā, ražotājiem nav jāpērk dārgas un kaitīgas ķīmikālijas.
Suberīns – palešu kājiņās un elegantā iepakojumā
Sadarbībā ar Zviedriju, Somiju, Slovēniju, Norvēģiju un Poliju piedalāmies starptautiskā projektā BarkBuild. Izdalot suberīnskābi, atkal paliek atlikumi, kurus, sajaucot kopā ar egļu mizas atlikumiem pēc egļu mizas ekstrakcijas ieguves, mēs sapresējām izturīgā plātnē, ko var izmantot āra apdarei vietās, kur mitrums nokļūst epizodiski. Ogleklis, kas tur ir iekšā, tur arī paliks vēl vairākas paaudzes, samazinot klimata sasilšanu. Subrīnskābes no bērza un polifenoliskos savienojumus no egļu mizas projektā paredzēts izmantot koksnes aizsardzībai. Ar to var piesūcināt un iegūt gan mitrumizturīgu finieri, gan masīvkoksni. Tas arī ir vietēja mēroga sasniegums.
Turklāt mēs turpinām sadarbību ar LVKĶI Celulozes laboratoriju, pētot, kā arī papīram un dažādiem iepakojuma materiāliem iedot mitrumizturību.
Sadarbojāmies ar LVKĶI Biorafinēšanas laboratorijas tvaika sprādziena grupu, kas darbojās pie ekoloģiska iepakojuma izveides ļoti dārgam uztura bagātinātājam, ko no īpašas sēnes pasūtītājiem no Japānas ražo tepat Latvijā. Tur arī tiks izmantots suberīnskābju maisījums kā saistviela. Šī viela, kas piedod mitrumizturību, tiek izmantota arī eiro palešu kluču (kājiņu) ražošanā ne no koka, bet presētām skaidām. Šis arī bija viens no komercializācijas projekta rezultātiem, ko izmēģināja reālos ražošanas apstākļos.
Papīra krūzīte nav labākais variants
Jānis Rižikovs Latvijas Valsts Koksnes ķīmijas institūtā strādā vairāk nekā 25 gadus. Beidzis Rīgas Tehnisko universitāti, Ķīmijas fakultāti. Sācis kā tehniķis, tad bijis laborants, zinātniskais asistents, pētnieks. Tagad ir vadošais pētnieks, Biorafinēšanas laboratorijas vadītājs, zinātniskās padomes priekšsēdētājs.
Aizstāvējis doktora disertāciju par granulēto aktivēto ogļu ieguvi no baltalkšņa. Kāds bijis viņa ceļš līdz koksnes ķīmijai?
Jānis Rižikovs: Pa radio izdzirdēju, ka Rīgas Tehniskajā universitātē radīta jauna grupa – koksnes kompleksā pārstrāde. Šie speciālisti bija domāti darbam celulozes rūpnīcā, ko grasījās celt. Tas sakrita ar laiku, kad es sāku studēt. Man patika darboties ar koksni, bet ne gluži kā galdniekam. Iesniedzu dokumentus, un mani pieņēma. Kad pirmajā septembrī aizbraucu uz norādīto adresi, izrādījās, ka tā ir Ķīmijas fakultāte. Par laimi, es biju ķīmiju mācījies Smiltenes ģimnāzijā un pat licis šajā priekšmetā eksāmenu. Man gāja labi, un tas iedrošināja turpināt darboties šajā lauciņā.
Vai, skatoties uz bērzu stumbriem, es redzu formulas? Nē. Tās ir pārāk sarežģītas. Protams, par to, kas ir tur iekšā, es domāju. Ja kādreiz bērza tāsi redzējām tikai kā tāsi, ar ko viegli iekurināt krāsni, tad šodien jau zinām, ka tur ir bioloģiski aktīvas vielas, kas palīdz organismam, no kurām var uztaisīt krēmus un zāles un iegūt polimēru, kas piedod elastību.
Kāpēc bērzam ir tāss, bet citiem kokiem nav? Tāpēc, ka bērza koksne un sula satur cukurus (ir salda). Tāpēc arī tāss aizsargā gan šo sulu, gan koksni, ko gribētu ēst gan dažādi kukaiņi, gan sēnes un mikroorganismi. Bērza tāsī ir vielas, kas palīdz aiztaisīties ciet rētai, kas radusies stumbrā, kur sanākusi kāda mehāniska iedarbība. Bieži vien bērziem ir novērojama spulgpiepe jeb čaga. Tajā ir īpaši daudz bioloģiski aktīvo savienojumu. Jau senie latvieši zināja, ka bērza tāsij piemīt ārstnieciskas īpašības, un lika to uz ievainojumiem. Arī Višņevska ziedei klāt ir bērza tāss darva, kas iegūta, tāsi pārogļojot.
Taču, ja domājam par ilgtspēju, tad uz to var paskatīties dažādi. Vai būtu gudri sadedzināt grāmatu skapi tikai tāpēc, lai to nomainītu pret kaut ko jaunāku, modernāku? Lai saražotu jaunu, atkal jāpatērē enerģija. Kamēr tas skapis stāv, lai stāv, viss kārtībā. Tāpat šīs vienreizējās papīra krūzītes. Man tās nepatīk, jo zinu, ka tādas saražot nemaz nav tik vienkāršs process. Es ņemu pats savu krūzi, izmazgāju to un zinu, ka tas ir dabai draudzīgākais veids, kā dzert kafiju. Ja skatāmies uz zemē mētātājiem, tad jau jā – labāk, lai pa mašīnas logu izmet papīra, ne plastmasas krūzīti.
Pētījumu pietiek visam mūžam
Sadarbojamies ar citām laboratorijām, kooperējamies. Esam ļoti elastīgi, pielāgojamies, jo vienam pārvaldīt septiņus astoņus projektus ir ļoti grūti. Mūsu mērķis ir nonākt līdz tam, ka varam teikt – esam ieguvuši labāko variantu. Tad arī varam uzrunāt ražotājus.
Vai mēs institūtā izjūtam kolektīva enerģiju? Reizēm mums tām enerģijām nav laika… Taču to, ka rezultāts nāk vieglāk, ja tu sadarbojies, nevar neizjust. Nevajag pašam vēlreiz izgudrot divriteni. Atrodiet kādu, kas to jau ir izgudrojis, un sadarbībā turpiniet to pilnveidot, pielāgojot saviem mērķiem. Piemēram, poliuretāna putas var iegūt no suberīna. Mums LVKĶI blakus ir Polimēru laboratorija, kura ir smagi strādājusi, lai iegūtu labākās receptūras. Viņiem ir pieredze poliuretānu jomā, mums – bērza tāss pārstrādē. Atrodam kopīgus punktus un kopā rakstām projektu. Saņēmām atbalstu un turpināsim pētīt poliuretāna putu iegūšanu no suberīna kopā ar komersantiem SIA Ritols un SIA PolyLabs, kam savukārt ir pieredze šo produktu mērogošanā un izmantošanā, lai zinām, ka izstrādājam vajadzīgus produktus. Turpinām strādāt, lai šīs putas varētu iegūt ne tikai laboratorijā, bet ražot rūpnieciski. Šobrīd strādājam kopā pie īpašību pārbaudes dažādu recepšu putām, kas iegūtas no dažāda veida suberīnskābēm. Tas ir kā mūžīgais eksperimentālais plāns.
Pie šādām lietām – pētījumiem, parametru optimizēšanas, sapratnes, kā, nedaudz mainot vielu attiecības, mainās produkta īpašības, – mēs varētu strādāt visu mūžu. Un es ticu, ka strādāsim.
