Самый распространенный процесс для производства перекиси водорода начинается с высоко токсичные, легковоспламеняющиеся рабочего раствора, что в сочетании с водорода, фильтруют, в сочетании с кислородом, смешать с водой, а затем концентрируют до чрезвычайно высоких уровней за доставку.
Процесс транспортировки не менее витиевато. Большинство массовых химических заводов, которые делают перекиси водорода находятся в России и Китае. Для больших рынках, таких как США нефтяной и газовой промышленности, концентрированной перекиси водорода, как правило, приобретают в Америке, разводится, затем отправлен по железной дороге или автотранспортом до места, как Западный Техас, где обслуживающая компания покупает и подает его для клиента.
Вся эта сложность маскирует тот факт, что перекись водорода является конструктивно простым. По сути, большая группа специализированных белков, называемых ферментами, уже давно известно, что работа с пероксидом водорода в различных биологических системах. Но перевести эти знания в более естественный способ создания перекись водорода оказалась сложной — до недавнего времени.
За последние несколько лет, стартап Solugen, который был соучредителем выпускник Массачусетского технологического института, занимается производством перекиси водорода, сочетая генно-модифицированные ферменты, органические вещества, как растительные сахара. Реакция создает био-основе перекиси водорода, а также органические кислоты, и компания говорит, что этот метод дешевле, безопаснее, и гораздо менее токсичен, чем традиционные процессы.
В настоящее время Solugen имеет два пилотных объекта в Техасе, которая производит более 10 тонн перекиси водорода в день, с гораздо большим открытие следующим летом. Технология имеет потенциал, чтобы сократить выбросы парниковых газов при производстве чрезвычайно распространенный химикат, используемый для размещения потребительских и промышленных приложений.
Науке такие компании, как Solugen часто начали учеными, которые потратили годы на изучение конкретной проблемы. Их успех часто основывается на получении правительственных грантов или корпоративного партнерства. Но Solugen имеет значительно более красочные истории.
Компания может приписать успех исследования в области рака поджелудочной железы, Группа Facebook флоат спа энтузиастов, плодотворное тратиться на хоум депо, и появление нескольких полей, принять решение Solugen возможно.
Получение с помощью Facebook друзей
Solugen соучредитель Gaurab Чакрабарти учился в медицинском институте изучения рака поджелудочной железы в 2015 году, когда он обнаружен фермент в раковых клетках, которые могут функционировать в чрезвычайно высоких концентраций перекиси водорода.
Фермент требуется другой дорогой химикат для того чтобы быть полезным в реакции, так Чакрабарти сотрудничаем с Шон Хант см ’13 доктор наук ’16, с кем он подружился во время учебы в Медицинской школе, с поиска жены. Охота было изучать более традиционные методы химической обработки на докторскую степень, когда Чакрабарти показал ему фермент.
“Мой фон не в биотех, так я вроде восстанавливается биотех скептик,” охота говорит. “Я узнал о ферменты в школе, и все знали, насколько активны и избирательны они были, но они были просто настолько неустойчива и сложна в изготовлении.”
Используя вычислительные методы проектирования белка, Охота и Чакрабарти удалось генетически модифицировать фермент, чтобы сделать его производят перекись водорода при комнатной температуре в сочетании с низкой органические вещества, как сахар.
Вскоре после того, как учредители определились финалисты в 2016 конкурсной МТИ $100к, заработав $10,000. Но они еще не были уверены, что технология стоит на месте.
Затем они связались с группой Facebook флоат-спа-энтузиастов. Поплавок спас заморозить людей в соленых водах, а закрыв все шумы и свет, чтобы помочь им достичь сенсорной депривации. Перекись водорода используется для поддержания поплавка спа-чистой водой.
“Есть около 400 плавать спа-салонов в США, и они все на одной группе Facebook, и один владелец увидел наши с MIT $100k в поле видео и поделился в группе Facebook”, — объясняет Хант. “Это действительно то, что заставило нас продолжить Solugen, что летом. Потому что мы связались с этими владельцами плавать спа-говорю, — это сколько мы платим за перекиси. Если вы, ребята, можете сделать это, мы купим его”.
Осмелев, учредители взяли в аренду дешево помещение под лабораторию в Далласе и послал одного из своих ранних образцов фермента производитель протеина в Китае. Тогда охотиться потратила $7,000 дома депо для создания экспериментального реактора он описывает как “эта маленькая колонка пузырь ПВХ.”
Кончаются деньги, основатели купил 55-галлонных бочек сахара и запустил их через реактор с их фермент, смотрел победно, как органические кислоты и перекись водорода, пришли из другого конца. Учредители начал продавать все перекисью, они могли бы производить, иногда спит на полу, чтобы держать реактор работает по ночам. К декабрю 2016 года, они $10 000 в месяц продажа ведер перекиси на поплавок спа-сообщества.
Компания использовала свой реактор пузыря PVC до лета 2017 года, когда они создали полностью автоматизированный реактор способен производить в 10 раз больше перекиси водорода. Вот когда они переехали в нефтяной и газовой промышленности.
Большой, токсичных проблема
Как с качать нефть и газ из земли, они производят большие объемы загрязненной соленой воды, которую надо лечить или утилизировать. Миллиарды литров такой воды производятся каждый день только в США. Перекись водорода широко применяется в процессе лечения, а традиционные методы для создания перекись водорода, кроме того, что опасно, оставит огромный углеродный след, связанный с постоянной вентиляции рабочего раствора.
“Что я действительно люблю об этом это настоящий экологический кризис, который, я думаю, у нас большая разница в отношении,” Хант говорит, отмечая, других химических веществ, используемых для обработки сточных вод являются чрезвычайно токсичны и не разлагаются, как перекись водорода.
Оборотные производственные корабль Solugen это концентрированный перекиси водорода, но и создателей плана на здание “minimills” следующий нефти и газа растений, которые не требуют концентрации и разбавления, для дальнейшего сокращения расходов и повышения устойчивости.
“Когда мы строили эти вещи, мы поняли, что мы делаем все это химия с ферментами, где он комнатной температуры, в воду, и низкое давление, это очень безопасно, и в результате мы можем построить эти маленькие растения,” охота говорит. “Это очень волнительно для нас. … К примеру, вы сможете продать перекись водорода в $2 за галлон. Это стоит $1.50 за галлон просто, чтобы отправить его клиенту. Груз почти цена химического. А в некоторых случаях, это больше, чем сама химическая.”
Решение Solugen также интригует, потому что он не существовал до недавнего времени. Чтобы сделать собственные ферменты, компания использует достаточно новых методов проектирования вычислительных белковой и генной инженерии. Он также опирается на промышленность контрактных производителей протеина, которые могут производить большие объемы инженерных ферментов для значительно дешевле, чем то, что можно было бы даже пять лет назад.
С нетерпением жду, Хант сказал, что инфраструктура Solugen может использоваться, чтобы совместно производить сотни различных органических кислот на изменение ферментов и вещества, будучи смешаны. Одним из побочных продуктов его больше всего волнует-уксусная кислота, которая используется для изготовления уксуса. Уксусная кислота также используется в производстве важных материалов, таких как полиэстер волокна и пластика.
“Перекись водорода и уксусная кислота являются основными строительными блоками для нашей экономики”, — говорит Хант. “Мы видим Solugen в качестве платформы для других решения. В долгосрочной перспективе, это то, что действительно волнует нас”.
