Magazin, ianuarie-iunie 1985 (Anul 28, nr. 1-26)
1985-01-05 / nr. 1
îï- HOTARIRILE CONGRESULUI AL XHI-LEA, PROGRAMUL DE MUNCĂ AL DEVENIRII NOASTRE Alături de microelectronică, robotică, fizică nucleară, inginerie genetică și transplanturile de organe ,chimia se incrie printre ramurile de vîrf ale progresului contemporan. Tabloul general al realizărilor in cercetarea chimică românească sînt impresionante. „În mod deosebit, — sublinia secretarul general al partidului, tovarășul Nicolae Ceaușescu, în ca oiiul prezentat la Congresul al XXI-lea — cercetarea științifică trebuie să studieze temeinic structua materiei, procesele fizico-chimice, biochimice și de inginerie genetică, și pe această bază, să realizeze noi materiale cu proprietăți superioare, noi tehnologii, satisfăcînd astfel necesitățile societății noastre și sporind contribuția științei românești la îmbogățirea tezaurului cunoașterii universale“. Beneficiind de îndrumarea directă a tovarășei academician doctor inginer Elena Ceaușescu, chimia românească a făcut progrese impresionante și de răsunet mondial. O prestigioasă industrie cimic dezvoltată în ultimele două decenii impune, prin problemele ei, cercetării chimice un pas fail, soluții noi, tehnologii revizuite, conceperea de tehnologii altădată de neimaginat, este vorba de tehnologiile neconvenționale, perspective cu bătaie lungă ale cercetării fundamentale. Documentele Congresului al XXI-lea al partidului au situat de altfel cercetarea din domeniul chimiei printre prioritățile fundamentale care vor asigura dezvoltarea și progresul României, în materialul de față ne-am propus să oferim cititorilor noștri trei realizări importante din cadrul Institutului Central de Chimie, obținute de către colectivele de cercetare ale Institutului de Cercetări Chimice și Institutului de Energetică Chimică și Biochimică. Noi cercetări în domeniul elastomerilor în secția de elastomeri din cadrul Institutului de Cercetări Chimice, secție aliată, ca dealtfel întreaga cercetare românească, sub directa îndrumare a tovarășei academician doctor inginer Elena Ceaușescu, președinta Consiliului Național pentru Știință și Tehnologie, s-au finalizat recent noi cercetări privind sinteza și utilizarea cauciucurilor sintetice din generația a doua, adică elastomeri stereoregulați obținuți prin polimerizare in soluție cu ajutorul catalizatorilor stereospecifici (cauciucul poliizoprenic, cauciucul polibutadienic eis-1,4 și cauciucul transpolipentenameric) și cauciucuri sintetice din generația a treia : este vorba de elastomeri obținuți în soluție prin polimerizare anionică cum ar fi bloccopolimeri termoplastici butadien stirenici. Pe baza acestor cercetări s-au pus în funcțiune instalații industriale de cauciuc poliizoprenic, polibutadienic cis-1,4 și termoplastic. Dezvoltînd, firesc, realizările enunțate vom începe prin a consemna succesul de ultimă oră al colectivului condus de tovarășa academian doctor inginer Elena Ceaușescu și anume sinteza de cauciuc poliizoprenic modificat, un elastomer din generația a doua cu rezistență în stare crudă îmbunătățit. Ce înseamnă aceasta ? înseamnă că acest elastomer se apropie extrem de mult prin proprietăți de proprietățile cauciucului natural. Amestecul nu curge în timpul prelucrării realizata înainte de vulcanizare, proprietate pe care nu o deține pînă în prezent nici un alt elastomer. Urmarea a fost că, din loturile obținute cu instalația pilot care funcționează la Combinatul petrochimic de la Brazi — ne relatează cercetător științific Paul Ghioca — s-au realizat anvelopa în care proporția de cauciuc natural a fost redusă substanțial. Testele de rulare au înregistrat un succes indiscutabil : excelenta comportare a produsului în timpul exploatării, încă o cercetare finalizată a secției de elastomeri cu importante implicații economice a fost înregistrată odată cu recenta punere în funcțiune a instalației de cauciuc polibutadienic cis-1,4. Economia națională are în acest fel asigurat încă un nou elastomer care se utilizează cu precădere la confecționarea anvelopelor și anume a acelei părți numite banda de rulare. Se știe că o anvelopă are mai multe componente. Fiecare dintre acestea este alcătuită dintr-un sortiment special de amestecuri de cauciuc vădind o altă compoziție cu totul proprie (amestecuri specifice de elastomeri și ingredient). Noul cauciuc sintetic pentru banda de rulare are, ca o importantă consecință, reducerea, de asemenea, a conținutului de cauciuc natural, îmbunătățirea calității produsului prin creșterea însemnată a rezistenței la uzură, factor vital nu numai pentru mașinile de transport propriu-zise ci mai ales pentru anvelopele de avioane. Tot din generația a doua a elastomerilor sintetici face parte și cauciucul transpolipentenameric realizat în urma unui cercetări ajunse la această oră în faza de pilot industrial. Utilizarea lui în confecționarea anvelopelor va permite înlocuirea practic totală a cauciucului natural. In ceea ce privește realizările cercetării din secția de elastomeri și anume cauciucurile sintetice din generația a treia, atunci trebuie spus că, după cum și enunțam de altfel, la începutul acestui material, colectivul care lucrează la cercetarea privind cauciucurile termoplastice, adică bloecopolimerii butadien stirenici, se află in faza de punere in funcțiune a instalației industriale. Acești elastomeri se vor utiliza în industria de încălțăminte unde se vor obține tălpi prin injecție. Procedeul va atrage mari avantaje economice : nu va mai fi nevoie de sulf, produs de import, de acceleratori de vulcanizare, și ei produși de import, iar rebuturile vor deveni practic inexistente deoarece deșeurile se refolosesc fără probleme de către noua tehnologie. După măcinare, tot ceea ce a fost deșeu se va reinjecta din nou. Și, așa cum se întîmplă adeseori in cercetare, realizarea unei noi tehnologii, a unui nou produs, a atras după sine perfectarea unei alte tehnologii intermediare originale : pentru sinteza bloc-copolimerilor butadien stirenici erau absolut necesare cantități industriale din catalizatorul n-butil-litiu. Pa baza unei cercetări originale, finalizate în acest an în colectivul secției de elastomeri, a fost pusă în funcțiune la Combinatul petrochimic Pitești o instalație industrială de sinteză a n-butil-litiului intr-un timp scurt de numai două săptămîni. Reactoarele enzimatice în ultimul timp se vorbește tot mai insistent despre enzime afirmîndu-se mai mult sau mai puțin tranșant că cine va reuși să le stăpînească va stăpini chiar viitorul. Dar ce sînt enzimele, aceste substanțe conducînd la procese atit de spectaculoase incit pun cu mult în umbră performanțele microprocesoarelor ? Enzimele sînt fermenți, altfel spus, biocatalizatori care mijlocesc reacțiile metabolice din celula vie. Enzimele sînt proteine cu o specificitate foarte mare, strictă chiar, deoarece o enzimă mediază in general o categorie și numai una de reacții chimice. Oamenii de știință au observat apoi încă un lucru cu implicații practice enorme ; reacțiile care decurg nu au nevoie pentru a se produce de temperaturi și presiuni mai mari decît acelea din organismul uman. In Laboratorul de biotehnologie al Institutului de Energetică Chimică și Biochimică se cercetează obținerea de alcool, combustibili, carburanți, preparate enzimatice pentru industria farmaceutică cu ajutorul enzimelor. O realizare la care ne vom opri pentru început este preparatul cu activitate catalazică — e vorba de catalază, o enzimă prezentă practic în toate celulele aerobe. Preparatele obținute, ne spunem fr. Stelian Niculescu, au o activitate comparabilă cu aceea a produselor străine și ele vor fi larg folosite in industria laptelui pentru pasteurizarea la rece. Avantajul este însemnat : economie de energie pentru că pasteurizarea se va face acum la temperatura camerei ! Pentru a se ocoli procedeul destul de costisitor al obținerii de enzime purificate, celulele cu acțiune enzimatică necesare acestui proces vor fi imobilizate și utilizate direct. Se va utiliza deci direct celula care produce enzima și nu enzimă purificată ceea ce presupune alte reduceri însemnate de cost și de energie. Un alt succes poate fi considerat obținerea gluconatului de calciu în cadrul Centrului de Chimie Fizică, prin oxidarea glucozei cu ajutorul unei enzime numite glucozoxidază. Tehnologic înseamnă oxidarea (conversia) glucozei la acid gluconic în prezența acestei enzime. Dar manipularea și obținerea de enzime fiind costisitoare s-a trecut la ideea folosirii de ce mai multe ori a aceleiași enzime. Molecula activă, enzimă, a fost imobilizată pe un suport inert. Un electrod cu o asemenea enzimă fixată, îmbrăcat deci cu o peliculă enzimatică, poate doza concentrațiile de zaharuri din orice soluție, rapid, fie că e vorba de sîngele omului sau de o soluție industrială, făcînd astfel inutile analizele tradiționale, atit de greoaie, de urmărire a concentrațiilor pentru zaharuri. Această cercetare este exploatată în clinici prin așa numitele kituri enzimatice care permit dozarea intr-un timp extrem de scurt a diverșilor metaboliți. In acest sens, la Institutul de Energetică Chimică și Biochimică s-au obținut preparate de peroxidază care se pretează foarte bine la fabricarea respectivelor trase de analiză medicală rapidă. Obținerea de alcool cu randamente mari și în timp scurt prin metode enzimatice care înlocuiesc hidroliza acidă și, odată cu aceasta, consumurile mari de energie și acid sulfuric constituie o altă direcție de cercetare importantă a institutului de care vorbim. Tratarea cartofului sau porumbului cu amilaze (enzime care hidrolizează amidonul la zaharuri fermentescibile) la care se adaugă enzimele de drojdie de bere imobilizate produc fermentarea pînă la alcool. Toată lumea, ni se spune, caută azi să treacă la hidroliza enzimatică deoarece ea presupune prin definiție consumuri energetice reduse. O altă direcție, abordată deja in lume și la noi, este legată de deficitul de zahăr pe plan mondial. Cercetarea urmărește invertirea zaharozei la fructoză, un produs mult mai dulce, tot cu ajutorul unei enzime. Odată cu punerea în funcțiune a pilotului de biomasă al institutului, care va valorifica diverse surse de materii prime vegetale, aflăm de la cercetător științific Valentina Ene, se vor realiza și unele din aceste preparate sub formă de produse. Mai consemnăm la capitolul enzime, și nu în ultimul rînd, diversele preparate puse la punct în Institutul de energetică chimică și biochimică cum ar fi alcool dehidrogenaza, cel mai bun test pentru dozarea alcoolului în singe precum și obținerea de proteaze, enzimele care hidrolizează proteinele, procedeu prețios in obținerea de medii pentru culturi microbiene și în prelucrările din industria de tăbăcărie. Conversia metanolului în hidrocarburi Criza mondială de energie a declanșat în întreaga lume programe vaste de cercetare pentru găsirea de alternative la produsele pe bază de țiței, mai ales pentru carburanți auto. S-a creat astfel în acești ani o ramură nouă a tehnologiei chimice, plecînd de la molecule cu un atom de carbon, denumită din această cauză „chimia C.“. Una din cele mai interesante reacții din acest domeniu, ne spune ing. Gr. Pop, șeful Laboratorului de cataliză din cadrul Institutului de Energetică Chimică și Biochimică, are la bază conversia metanolului la benzine sintetice, de calitate superioară, procedeu descoperit pentru prima dată în laborator în anul 1977 și posibil ca urmare a proprietăților unice ale unui zeolit sintetic care nu-și găsește corespondent în natură cunoscut sub numele de zeolit ZSM-5. Proprietățile de acid solid, sistemul particular de canale și localizarea centrilor activi determină transformarea moleculei simple a metanolului in amestecul complex de hidrocarburi parafinice, olefinice și aromatice care intră in compoziția benzinei. Benzina sintetică obținută pe această cale are cifra octanică de peste 96 și nu necesită activarea cu tetraetil de plumb, agent antidetonant cunoscut prin toxicitatea sa ridicată. Variante perfecționate ale acestei tehnologii au fost realizate în ultimii ani în laboratorul în care ne aflăm și, prin experimentarea acestora în instalațiile Fabricii de catalizatori de la Rafinăria Vega din Ploiești, România a devenit una din puținele țări în care zeoliții sînt disponibili la scară industrială. Această realizare tehnică de vîrf a dat posibilitatea realizării, ține să precizeze interlocutorul nostru, la scară semiindustrială a procesului de conversia a metanolului la hidrocarburi într-o instalație experimentală. Ca urmare a indicațiilor tovarășului Nicolae Ceaușescu cu ocazia vizitei în ICECHIM în anul 1983, a sprijinului direct al conducerii Consiliului Național pentru Știință și Tehnologie aflat sub directa îndrumare a tovarășei academician doctor inginer Elena Ceaușescu, apoi cu ajutorul Centralei industriale pentru rafinării și petrochimie, instalația experimentală demonstrativă a fost construită în timp record, funcționînd în prezent la parametrii de proiect. Instalația de conversie a metanolului în strat fluidizat, cu regenerarea continuă în flux a catalizatorului, obiect al unui brevet de invenție, este unică în lume prin concepția și dimensiunile sale. Avînd în vedere că metanolul se fabrică dintr-o mare varietate de materii prime cum sînt gazele naturale, cărbunii, reziduurile petroliere, gazele reziduale din unele tehnologii chimice (cum ar fi fabricarea acetilenei prin procedeul oxidativ sau cracarea catalitică) și, în perspectivă, din biomasă regenerabilă, viitorul petrochimiei românești poate fi privit cu încredere chiar în alternativa reducerii în continuare a disponibilului de țiței. Pagină realizată de MIRELA ROZNOVEANU Un domeniu de vîrf al cercetării românești . Cauciucuri sintetice din generația a doua și a treia cu proprietăți superioare · Rolul enzimelor în realizarea de procese tehnologice cu mai puține costisitoare energetice Zeoliții — „pietrele care fierb" — și rolul lor în obținerea de noi surse energetice în viitor. Aspect din Laboratorul de biotehnologie unde se cercetează catalaza Bioreactor, grup de aparate-cheie în prepararea enzimelor