CC BY
22
УДК 347.78.034
Тюняева Е.А., Филатова Е.Ю.
ПРАКТИКА ПЕРЕВОДА В СФЕРЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИЛАКТИДА
Тюняева Елена Александровна, магистрант 1 курса кафедры иностранных языков, elenatyunyaeva@gmail.com; Филатова Елена Юрьевна, старший преподаватель кафедры иностранных языков; Российский химико-технологический универститет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20
В статье доказывается актуальность практики перевода в области технологии полилактида и потребность в русскоязычной литературе для специалистов, производителей и потребителей. Полилактид является самым перспективным биоразлагаемым полимером. В статье описаны область применения и преимущества полилактида, а также слабые места в производстве, которые сдерживают расширение доли полилактида на рынке. Также описан вклад российских исследований в достижении экономически выгодной технологии, что вызывает потребность в переводе публикаций с русского на английский. Ключевые слова: полилактид, биоразлагаемые полимеры, практика перевода.
PRACTICE OF TRANSLATION IN POLYLAKTIDE TECHNOLOGIES
Tyunyaeva E.A, Filatova E.Yu.
Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
The article proves the relevance of the translation practice in the field ofpolylactide technology and the need in anthology publications in Russian for professionals, manufacturers and consumers. polylactide is the most promising biodegradable polymer. This article describes the scope and benefits of polylactide, as well as weaknesses in manufacturing, which inhibit polylactide shares on the market. Also we describe the contribution of Russian studies in the achievement of cost-effective technology, which causes the need for translation of articles from Russian to English. Keywords: polylactide, biodegradable polymers, practice of translation.
Одним из самых актуальных направлений химической технологии является создание производств биоразлагаемых полимеров
(биоразлагаемыми называют полимеры,
разрушающиеся в результате естественных микробиологических и химических процессов). Для этого есть две веские причины. Во-первых, существует потребность использовать
возобновляемые источники сырья, ввиду исчерпаемости запасов нефти. С их истощением возникают технологические трудности по добыче и переработке, качество продуктов будет снижаться, а цена расти. Во-вторых, в связи с накоплением твердых отходов ухудшается экологическая обстановка, а 40 % бытового мусора составляет пластиковая упаковка. Вторичная переработка могла бы послужить альтернативой в решении этой проблемы, но отсутствие культуры потребления делает это практически невозможным: пластиковую тару нужно мыть, сушить и сортировать, — привить эту процедуру массам нереально. Но даже если допустить, что значительная часть пластика будет перерабатываться, существует предел, после которого материал потеряет свои потребительские свойства, и тогда снова встает вопрос об утилизации путем захоронения или сжигания, что никак не улучшает экологическую ситуацию.
Именно производство биополимеров, быстро разлагающихся в природной среде на безвредные компоненты, может решить обе проблемы. По всему миру уже проводятся исследования в этой области, наиболее активно рассматривают биополимеры на основе гидроксикарбоновых кислот, лидером среди которых является полилактид [1].
Производство полилактида растет с каждым годом. Этому способствуют его преимущества, как и перед пластиковой упаковкой, так и перед аналогами, ввиду доступности сырья и широкого спектра применения. Полилактид — термопластичный полимер и может подвергаться обработке теми же способами, что и полимеры из нефти. Например, полилактид может подвергаться экструзионному и выдувному формованиям, литью под давлением, вспениванию, производиться в виде волокон и нетканых материалов [2]. Такая гибкость стадии формования позволяет снижать использование пластика еще и за счет уменьшения массы производимых продуктов без ухудшения эксплуатационных свойств. Вместе с тем надо отметить, что полилактид уступает полимерам из нефти по теплостойкости, поэтому упаковка не может заполняться содержимым с температурой 50 °С и выше, так как упаковка деформируется. Барьерные характеристики полилактида по отношению к кислороду в 10 раз хуже, чем у полиэтилентерефталата, поливинилхлорида и полипропилена, вследствие чего тара из полилактида используется для упаковки только сухих и замороженных продуктов, а также жидкостей с небольшим сроком хранения. Высокий коэффициент диффузии СО2 не позволяет применять бутылки из полилактида для розлива газированных напитков и ограничивает область его использования розливом молока, соков, воды, растительного масла
[3].
Мономер полилактида, молочную кислоту, производят путем брожения сахаросодержащего сырья с молочнокислыми бактериями. Основным
источником сахара в существующих производствах является кукуруза, но при оптимизации стадии брожения в перспективе возможно использование отходов пищевых и деревообрабатывающих производств, таких как жмых, опилки, меласса. Все источники являются полностью возобновляемыми.
Есть несколько вариантов того, что происходит с полилактидом после использования. Во-первых, возможно повторное использование в быту — такое применение не угрожает здоровью человека и имеет место вплоть до потери потребительских свойств изделия. Во-вторых, возможна переработка полилактида в другие продукты. Но здесь, как и с другими видами пластика, возникают трудности при подготовке вторичного сырья, что удорожает новое изделие при том, что качество неизбежно ухудшается.
Также сжигание для восстановления энергии является приемлемым выходом, полученная энергия эквивалентна горению дерева. Благодаря тому, что полилактид получен исключительно из возобновляемого сырья, его сжигание является естественным и логичным завершением цикла жизни вещества с дополнительным выделением полезной для человека энергии. И также из-за натурального происхождения такое сжигание не нагружает окружающую среду дополнительными выбросами углекислого газа [5].
Самый нежелательный исход — это захоронение изделий из полилактида на свалке твердых бытовых отходов. В таком случае полимер не будет разлагаться с достаточной скоростью и будет накапливаться на свалках как и пластики нефтяного происхождения [4].
Оптимальным исходом является промышленное компостирование полилактида, полимер быстро (в течение двух недель) разлагается под действием бактерий, образуя в конечном итоге H2O и CO2 и не оказывая никакого влияния на биосферу [6].
Полилактид в чистом виде или в качестве сополимера также востребован в медицине и широко используется для изготовления медицинских изделий различного назначения. Такие полимеры обладают важными свойствами как нетоксичность, биорезорбируемость и совместимость с организмом человека, вследствие чего практически не происходит отторжения таких изделий и сокращается время реабилитации после оперативного лечения. Медицинские изделия на основе полилактида и его сополимеров широко используются при различных операциях в сердечнососудистой хирургии, челюстно-лицевой хирургии и стоматологии, ортопедии, травматологии. В зависимости от соотношения оптических изомеров полилактида в составе медицинского изделия период разложения варьируется от 16 месяцев до двух лет [7].
Несмотря на все перечисленные достоинства полилактида, расширению его производства препятствуют слабые места в технологии получения полимера, которые увеличивают себестоимость конечного продукта. И если для медицинского
назначения не так важны стоимость и пути производства, сколько качество продукта, то для решения экологических проблем необходимо разработать такую технологию, которая экономически привлекла бы производителей. Современное производство полилактида обычно включает следующие этапы: ферментация глюкозы до молочной кислоты, отделение и очистка молочной кислоты, образование олигомеров молочной кислоты, образование лактида, полимеризация с раскрытием цикла [8].
Наиболее затруднительной и решающей с точки зрения экономики процесса стадией является выделение молочной кислоты из продуктов брожения, так называемой культуральной жидкости. В культуральной жидкости обычно молочная кислота содержится в виде соли, потому что при брожении образующаяся кислота угнетает самих бактерий, существенно ингибирует рост микроорганизмов, снижает активность метаболизма, поэтому процесс требует своевременной нейтрализации кислоты. Долгое время для этого использовали стерилизованный мел (CaCOз), и эта технология приводила к образованию гипсового шлама (СaSO4), который не имеет применения в промышленности. Теперь исследованы другие методы выделения молочной кислоты, которые позволяют избежать образования трудно-перерабатываемых отходов. Например, экстракция, адсорбция, электродиализ, ионный обмен, ионная хроматография, мембранные методы.
В РХТУ им Д. И. Менделеева разрабатывается комплексная технология получения полилактида, при которой молочная кислота выделяется из культуральной жидкости этерификацией с бутиловым спиртом. Бутиловый спирт имеет преимущество перед другими низшими спиртами ввиду нерастворимости в воде и, следовательно, простоты отделения и рециркуляции.
Предварительно культуральную жидкость дважды подвергают фильтрации: ультрафильтрации — очистке от крупных загрязнений, клеток микроорганизмов, и нанофильтрации на половолоконных мембранах — очистке от остатков сахаров, продуктов метаболизма бактерий и компонентов питательной среды. Такая предварительная очистка необходима для достижения наибольшего выхода процесса этерификации, так примеси приводили бы к резкому снижению показателей процесса. Также ультрафильтрация позволяет многократно использовать выращенную биомассу и совершить экономически эффективный переход от периодического к непрерывному брожению. Система, объединяющая ферментер и мембранный модуль, который может быть как встроен в аппарат, так и вынесен за его пределы, называется мембранным биореактором. К сожалению, существенной причиной, сдерживающей в настоящее время широкое использование мембранных биореакторов, является резкое падение проницаемости мембран при работе в реальных
биологических средах вследствие забивки пор мембран клетками и высокомолекулярными внеклеточными продуктами метаболизма. В этой связи требуются дополнительные меры по регенерации мембран [10, 11].
В настоящее время в промышленности и в лаборатории используются следующие методы синтеза полилактида: прямая поликонденсация молочной кислоты, поликонденсация в молочнокислом растворе с азеотропной дистилляцией воды, микробиологический метод, полимеризация с лактидным циклом.
Микробиологический способ синтеза полилактида позволяет получить только один вид полимера при большом времени реакции.
В результате прямой поликонденсации МК в водном растворе обычно получают
низкомолекулярный полилактид с небольшим выходом в связи сувеличением вязкости реакционной среды, в результате чего затрудняется удаление растворной и реакционной воды.
При поликонденсации МК в водном растворе с азеотропной отгонкой воды достигается эффективное удаление воды, что позволяет получить полилактид с достаточно высокой молекулярной массой, но при этом время реакции обычно составляет около 72 часов и требуются вспомогательные стадии, для извлечения полилактида из растворителя, что приводит к дополнительным трудо - и энергозатратам.
Поэтому, в настоящее время, получение полилактида осуществляют полимеризацией лактида с раскрытием цикла, позволяющий получить высокомолекулярный полилактид, а также различные сополимеры на основе лактида.
В РХТУ им Д. И. Менделеева предлагается технология, включающая синтез полилактида с ракрытием цикла. После выделения молочной кислоты из культуральной жидкости в виде эфира — бутиллактата, следуют стадии олигомеризации эфира с последующим крекингом с образованием циклического димера молочной кислоты [12].
Из всего вышесказанного следует, полилактид — перспективное направление производства, улучшающее качество жизни. Объемы производства полилактида непрерывно растут, а многочисленные исследования, как российские, так и зарубежные обеспечат появление экономически выгодной технологии. Распространение знаний по тематике биоразлагаемых полимеров среди населения посредством научно-популярных текстов создаст внутреннюю потребность нести ответственность за сохранение окружающей среды. К сожалению, на русском языке практически нет научно-популярной литературы для потребителей и научных монографий и сборников для специалистов и производителей, что обуславливает потребность в переводе преимущественно англоязычной литературы на русский. Также многочисленные русские исследования, опубликованные на английском языке, поспособствовали бы ускорению
развития технологии полилактида. Практика перевода с английского на русский в этой области популяризирует и распространит информацию о важности создания отечественных производств и ответственного пользования и внесет вклад в науку, сохранение окружающей среды и устойчивое развитие.
Список литературы
1. Кузнецов И.А. Иноязычная подготовка аспирантов в системе непрерывного образования технического ВУЗа // Среднее профессиональное образование. - 2015. - №4. -С. 48-50.
2. Кузнецова Т.И., Артюшина Г.Г., Кузнецов И.А. Развитие информационной культуры студентов ВУЗа в процессе обучения иностранным языкам как средство повышения качества образования // Информационные технологии в гуманитарном образовании: сборник материалов IV Международной научно-практической конференции. - 2012. - С. 168-171.
3. Кузнецов И.А., Васильева Л.Г. Развитие системы подготовки специалистов к иноязычной коммуникации в соответствии с профессиональными стандартами // Стратегия развития науки и образования в XXI веке: сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции. - 2016. - С. 34-37.
4. Катранов С.Н., Кузнецов И.А. Формирование иноязычной компетенции при обучении студентов технического ВУЗа говорению и переводу // Среднее профессиональное образование. - 2016. - № 4. - С. 30-35.
5. Кузнецов И.А. Подготовка студентов технологических и экономических специальностей к иноязычной профессиональной коммуникации в вузах технического профиля. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2012.
6. Kozlovskiy R., Shvets V., Kuznetsov A. Technological Aspects of Production of Biodegradable Polymers and Other Chemicals from Renewable Sources Using Lactic Acid // Journal Of Cleaner Production. —2016.
7. Коломкина А.Д. Мембранные методы разделения культуральной жидкости // Успехи в химии и химической технологии. Том XXIX. — Москва. — 2015. — № 2
8. Шитова В.О. Разработка баромембранной технологии очистки лактата аммония // Процессы и аппараты химических производств. Методы кибернетики в химической технологии. — Москва. — 2014. — С. 118.
9. Хлопов Д.С., Мартынова М.А., Швец В.Ф. Реакторы для получения лактида // Успехи в химии и химической технологии. Том XXIV. — Москва. — 2010. — № 6.
10. stry And Chemical Technology] Vol. XXIV. — Moscow.— 2010. (in Russian)
