•  
    •  
Экологическая инициатива Intelligent Cosmetics

Наше общество постепенно подходит к тому, что бизнес строится не только на идее получения прибыли, но, в первую очередь, на создание блага людям, животным или окружающей среде. Экологической инициативой проекта Intelligent Cosmetics является направление разработки технологии по утилизации отходов из полистирола в ценные химические вещесвта. На данный момент мы отрабатывем конверсию пенопласта в отдушки.

Научная группа студентов и аспиратнов под моим руководством занимаемся экологически направленным проектом, в рамках которого получаем отдушки из пенопласта! На данный момент мы уже получили первые образцы аромата розы и меда. Отработка методики деполимеризации пенопласта продолжается. Запланирован синтез аромата земляники. Ведется работа по проектированию малотоннажной установки по термической деполимеризации полистирола, закуплен индукционный нагреватель, который будет наиважнейшим элементом пилотной установки. Внимание: получаемые отдушки будут соответствовать требованиям безопасности к косметическому сырью, ведь для контроля качества мы будем использовать передовой метод контроля состава органических веществ - хроматомассспектрометрию (тот же метод, которым анализируют эфирные масла).


Немного статистики по ТБО в России:


  • 65 млн тонн твердых коммунальных отходов в 2019 г. (в переработку попало только 7%, остальное – на полигоны).
  • 50% отходов – пластик (данные на 2020 г).
  • В 2000 г на одного человека в среднем приходится 220 ТКО в год, в 2022 году – 400 кг (данные Greenpeace в России).
  • 5-12 млн тонн пластика ежегодно попадает в мировой океан.
  • По данным Greenpeace в России исследования мусора, оказавшегося на территории крупных природных объектов России - 68% - пластик, 96% - одноразовый пластик, не подлежащий переработке.

В 2021 году по данным Минприроды в России работало 80 заводов по переработке пластика. Заводы работают на 60% в связи с нехваткой сырья, причина – слабая инфраструктура сортировки мусора в населенных пунктах в местах проживания людей.

По оценкам Министерства торговли, в России на данный момент переработке подвергается не более 12% полимерных отходов, 5% из которых приходится на полистирол.

Из всех видов переработки пластика в России основным является механический рециклинг. Отходы полистирола перерабатываются на 12%, в результате переработки они превращаются во вторичное сырье в виде готовых гранул. Одной из основных компаний, перерабатывающих полистирол в России, является компания «Технониколь».

При этом в России полистирол не перерабатывается до мономера. В мире существует всего несколько таких предприятий.


Основные технологические этапы получения отдушек:


  • Подготовка сырья: измельчение.
  • Термическая деполимеризация (температура 450-500 град): получение пековой фракции (далее идет как печное топливо) и целевого конденсата. Нагрев планируется осуществлять индукционным нагревателем, который уже закуплен.
  • Перегонка конденсата с водяным паром. Отбор фракции стирола.
  • Переработка стирола до фенилэтиленгликоля и ацетофенона.
  • Фенилэтиленгликоль – на переработку в бетафенилэтанол (аромат розы).
  • Ацетофенон – на переработку в альдегид 16 (аромат земляники).
Основные примерные расчётные параметры установки.
Расчет себестоимости проводили с учётом следующих показателей:
•аренда помещения,
•зарплата и налоги на трех сотрудников (те, кто обслуживают установку),
•электроэнергия,
•расходы на сбор пенопласта,
•закупка компонентов для проведения синтеза,
накладные расходы.
Себестоимость стирола на начальном этапе составляет 2700 р/кг (сопоставимо с ценой закупки малыми объемами)
Производительность по стиролу:
Масса стирола в смену (8 ч работы) – 7 кг/смена
Масса стирола в месяц – 142 кг/месяц
Производительность по отдушкам:
Аромат розы (бета фенил-этанол) в смену – 5,5 кг/смена (115 кг/мес)
Аромат земляники (альдегид 16) в смену – 2, 5 кг/смена (52,5 кг/мес)
Самоокупаемость установки (без учета капитальных затрат) при стоимости отдушки: 2300 р/кг.

Необходимые капитальные затраты (примерно, включая работу сварщика):
Измельчитель с охлаждением – 250 000 р.
Печь со шнеком – 280 000 р.
Узел перегонки с водяным паром – 150 000 р.
Реакторы синтеза отдушек (в стеклянном исполнении) – три реактора объемом на пять литров с рубашками (либо круглодонные колбы в колбонагревателях с обратным холодильником + мешалка) – 150 000
Итого: 830 000
Если продавать отдушки по цене 2800 р/кг, то период окупаемости составляет около 10-12 месяцев.

На данный момент проведены установочные эксперименты по деполимеризации полистирола. Пробники конденсата отданы на анализ методом хроматомасспректрометрии. Работы по оптимизации температурных параметром деполимеризации продолжаются с учетом данных из периодической литературы.

Также проведены установочные эксперименты по синтезу бета-фенилэтанола (аромат розы). Получение пробники, а также образцы отдушки сравнения (т.к. покупной образец) также отданы на анализ.

На начальном этапе потребление отдушек планируется на собственном производстве косметики (бренд Intelligent Cosmetics (торговый знак на регистрации в РосПатенте)) в составе смываемых средств.


Эко-серия безупаковочных средств ухода: твердый шампунь для волос, твердый бальзам для волос, мыло, твердый гидрофильный баттер для душа (альтернатива гелю для душа). Рецептуры разработаны и готовы к тестированию для получения Декларации о соответствии требованиям ТР ТС 009/2011.

Фото изготовленного пробника твердого шампуня для волос на основе безсульфатных ПАВ с добавлением спирулины и глины.
Фото изготовленного пробника твердого бальзама для волос с добавлением CO-2 экстракта крапивы.
Фото изготовленного пробника гидрофильного масла (баттера) – щадящая альтернатива мылу и гелям для душа.
Фото изготовленного пробника мыла.

Команда проекта
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИТОГИ:

  • На настоящий момент лабораторным способом получен стирол деполимеризацией полистирола и первые образцы отдушки аромата розы.
  • В ближайшее время предстоит отработка методики деполимеризации полистирола с увеличением степени конверсии, а также отработка и оптимизация синтеза отдушки розы и земляники.
  • Ведется работа по проектированию элементов технологической схемы деполимеризации полистирола (в рамках дипломных работ магистрантов).
  • Разработаны рецептуры, изготовлены и апробированы на добровольцах образцы безупаковочных средств для ухода за кожей и волосами, а именно твердый шампунь, твердый бальзам для волос, гидрофильное масло и мыло. Реализация данных продуктов уже может стать первым этапом коммерциализации получаемых отдушек.
  • В перспективе планируется разработка синтеза из стирола циннамилхлорида - ценного органического соединения, которое широко применяется в качестве фармацевтического компонента, сырья для синтеза различных препаратов, и как компонент при производстве противозадирных присадок
Наш проект является взаимовыгодным симбиозом науки и бизнеса. С каждого проданного экземпляра косметики Intelligent Cosmetics мы откладываем процент для формирования фонда на проведение опытно-конструкционных работ по сбору пилотной установки для переработки пластика. Кроме того с нашим проектом мы заявились на участие в грантовой программе для стартапов "Большая Разведка". Мы очень надеемся на получение финансовой поддержки для воплощения наших экологичных идей в реальность.

Также хочу поблагодарить Андрея Привалова и Экотакси Пермь, которое занимается вывозом и сортировкой отходов за поддержку нашего проекта!