Илья Воротынцев | профессор о науке и технологиях
2.59K subscribers
3.42K photos
428 videos
3 files
1.19K links
Как наука превращается в технологии, а статьи в работающие решения. Химия, мембраны, биоэкономика, редкие металлы, космос и инженерное образование. Личный канал профессора и технологического предпринимателя.

Сотрудничество: @profvorotyntsev
Download Telegram
Победила дружба. Научно говоря — междисциплинарность

Вчера на Московской международной книжной ярмарке мы с Надеждой Потаповой устроили научный бой:

«Химик против Биоинженера. Кто круче?»

На одной стороне сцены — «Профессия — химик: от пробирки до завода».

На другой — «Профессия — биоинженер: от бактерий до киборгов».

У химии, конечно, были весомые аргументы 💪

За клетками, белками и генами стоят молекулы и химические взаимодействия. Лекарства нужно синтезировать и очищать, для имплантатов и медицинских изделий требуются материалы с заданными свойствами, а без химического анализа невозможно доказать, что именно получилось в эксперименте.

Но и у биоинженерии нашёлся убедительный ответ 🗿

Даже идеально чистое вещество ещё не становится лекарством. Материал сам по себе не знает, как взаимодействовать с клеткой или тканью. А бактерию, фермент или клеточную культуру недостаточно просто поместить в красивую колбу — необходимо понимать, как управлять живой системой.

В какой-то момент стало понятно, что выбрать одного победителя невозможно ⭐️⭐️

Современная технология появляется именно на стыке:

🔵 клетка может произвести нужное вещество, но затем его необходимо выделить, сконцентрировать и очистить;

🔵 химик может создать новый материал, но биоинженер должен понять, как он будет взаимодействовать с живым организмом;

🔵 биотехнологический процесс начинается с клетки или фермента, а промышленным становится благодаря реакторам, мембранам, массообмену, автоматизации и масштабированию.

Поэтому формально победила дружба.

Но более точный научный результат нашего спора звучит так:

будущее принадлежит не химии против биоинженерии, а химии вместе с биоинженерией 🥂

Именно на этом пересечении возникает биоэкономика, не как красивое слово, а как производственная система 💯

Биологическое или растительное сырьё должно превратиться в конкретный продукт. Для этого нужны биологические процессы, химия, разделение, очистка, материалы, оборудование и инженерная экономика.

Поэтому вчерашний спор станет хорошим мостом к новой теме канала.

В ближайшие недели начну рассказывать о биоэкономике изнутри и о работе Центра инженерных разработок «Волоконные и мембранные технологии для биоэкономики», которым я руковожу в Сеченовском Университете.

Там вопрос «химик или биоинженер?» уже не теоретический. Там нужно сделать так, чтобы они вместе довели технологию от лабораторного эксперимента до работающего производства.

Спасибо Надежде за отличный бой, издательству «Альпина.Дети» за повод встретиться на одной сцене, а зрителям, конечно, за вопросы и поддержку.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
1👍136🔥6🎉3❤‍🔥2
А МОЖЕТ, ДЕТЯМ ВООБЩЕ НЕ НУЖНА ЗУБНАЯ ПАСТА? 🦷

Отвлечемся от большой науки☕️ Каждое утро мы с ребенком чистим зубы, каждый вечер тоже, если не забываем… и вот, о чем я подумал… всё чаще встречается мнение, что маленьким детям паста вообще не нужна: достаточно хорошей щётки, воды и собственной слюны. Аргументы звучат убедительно:
⭐️слюна защищает эмаль,
⭐️пасту дети глотают,
⭐️в составе некоторых средств есть компоненты, без которых вполне можно обойтись.

Но давайте отделим разумную осторожность от идеи «вся паста это лишняя химия».
Слюна действительно очень важна: она нейтрализует кислоты и участвует в реминерализации эмали. Но она не заменяет полноценную профилактику кариеса. Щётка механически снимает налёт, а правильно подобранная паста прежде всего дает эмали фтор, а это один из наиболее изученных способов профилактики кариеса.

Откуда тогда страх перед пастами?
Например, в составе некоторых можно увидеть Titanium Dioxide (CI 77891) или диоксид титана, белый пигмент, который нужен скорее внешнему виду продукта, чем зубам. В Европе его использование в качестве пищевой добавки E171 было запрещено после того, как эксперты не смогли исключить генотоксический риск. Это не означает, что зубная паста с TiO₂ автоматически становится «ядом», но для ребёнка, который регулярно проглатывает часть пасты, вполне логично выбрать вариант без необязательного красителя.

Похожая история с SLS или лаурилсульфат натрия, но он у некоторых детей он может раздражать чувствительную слизистую. Это повод выбрать пасту без SLS, а не отказаться от пасты вообще, так как пенообразование способствует борьбе с налетом.

А вот идея «до определённого возраста чистим только водой» расходится с современным подходом к профилактике детского кариеса. С появлением первого зуба обычно рекомендуют чистить зубы дважды в день фторсодержащей пастой, но принципиальна доза: до трёх лет это примерно с рисовое зерно, с трёх до шести уже небольшая горошина. Чистит или обязательно контролирует взрослый.

Поэтому проблема скорее не в самой пасте, а в странной привычке выдавливать ребёнку на щётку красивую рекламную полоску в два сантиметра.

Вердикт: мнение «детям паста вообще не нужна» выглядит привлекательно своей натуральностью, но убедительных оснований отказываться от неё нет. Гораздо разумнее выбрать простой состав, подходящую возрасту концентрацию фтора, при желании отказаться от TiO₂ и SLS (читайте этикету, лучше с лупой 🔎🕵️) и использовать действительно микроскопическое количество.

Слюна прекрасная система защиты. Щётка прекрасный инструмент. Но ни одна из них не делает зубную пасту бессмысленной. Всегда вопрос в дозе, вспомним высказывания Парацельса...
❤‍🔥9👍4😁2
Добыли руду. Где неодим?

Из карьера выходит не металл, а тонна руды, где неодим — доли процента и «заперт» в кристаллической решётке вместе с десятком других РЗЭ. Никакой ёмкости с надписью «Nd» не существует.

Путь до продукта длинный:

руда → концентрат → вскрытие минерала → выщелачивание → удаление примесей → разделение РЗЭ → очистка → оксиды → металлы и сплавы → готовый компонент.

Главная сложность — разделение. У РЗЭ степень окисления +3, ионы почти одинаковы по свойствам и различаются лишь постепенно. Это не разные детали, а «близнецы».

Разделяют жидкостной экстракцией: экстрагент чуть сильнее связывает одни элементы, чем другие. За один контакт чуда нет — нужны противоточные каскады, иногда сотни ступеней. Разделение РЗЭ — не сито, а длинная лестница маленьких различий.

И чистый оксид — не финал. Для магнита нужно ещё: оксид → металл → сплав → порошок → формование → спекание → обработка → магнит.

Поэтому запасы сырья не равны независимости. Месторождение даёт ресурс — технологическая цепочка создаёт ценность. Лидерство там, где умеют не только добывать, но и разделять, очищать и превращать сырьё в продукт.

Позже разберём, как устроен экстракционный каскад и где могут пригодиться мембраны.
7👍5❤‍🔥2
От древесины до катетера: что мы строим в Сеченовском Университете

После нашего «боя» химика и биоинженера я обещал показать, где междисциплинарность перестаёт быть красивым словом и превращается в реальную инженерную работу.
За последние два дня о новом Центре инженерных разработок «Волоконные и мембранные технологии для биоэкономики»написали ТАСС, а затем вышел большой материал Сеченовского Университета.
В новостях, конечно, привлекает внимание сумма гранта: 400 млн рублей.

Но как директор центра скажу:
Деньги, помещение и оборудование ещё не результат!
Это инструменты и одновременно ответственность.
Настоящий результат это технология, которая работает не только в одной лабораторной колбе, но и на опытной линии, даёт стабильный продукт, имеет понятную экономику и может быть передана промышленному партнёру.

При первом знакомстве с проектом возникает закономерный вопрос:
зачем медицинскому университету древесина, лён, техническая конопля, мискантус и мембраны?

Потому что медицина начинается задолго до кабинета врача.
Она начинается с материалов для хирургических нитей, катетеров и фильтров, с технологий очистки фармацевтических продуктов, с мембран для оксигенации крови, с контроля чистоты и воспроизводимости производства.
В нашем центре будут развиваться два связанных направления.

Первое — растительное сырьё
Древесину, лён, техническую коноплю и мискантус можно рассматривать не только как биомассу, но и как источник целлюлозы для продукции высокого передела:
растительное сырьё → высокочистая целлюлоза → лиоцельное волокно → медицинские нити, фильтрующие материалы, мембраны и композиты.
Мы уже отработали лабораторный процесс получения лиоцельного волокна, создали собственные фильеры и получили волокна диаметром около 14 микрометров — в несколько раз тоньше человеческого волоса.
Но получить красивую нить один раз недостаточно.
Необходимо подобрать состав сырья, режимы растворения и экструзии, обеспечить одинаковые свойства каждой партии и перенести процесс на опытно-промышленный масштаб.

Второе — мембранные технологии
Мембраны позволяют разделять и очищать жидкости и газы, концентрировать биотехнологические продукты, возвращать дорогие реагенты в производственный цикл и уменьшать количество отходов.
В лаборатории уже отработан процесс получения полых волокон, которые выделяют из воздуха азот чистотой до 99,5%.
Следующий уровень — разработка отечественных мембранных материалов и модулей, в том числе для медицинских систем и оксигенации крови.
Именно здесь химия встречается с биоинженерией.

Биологическая система может произвести нужную молекулу. Но затем её необходимо:
выделить → сконцентрировать → очистить → стабилизировать → превратить в воспроизводимый промышленный продукт.

Без химии и инженерии этого перехода не произойдёт.
Для меня биоэкономика — не просто замена одного сырья другим и не набор слов про экологичность.

Это полная технологическая цепочка:
возобновляемое сырьё → химическое превращение → разделение → материал → изделие → возврат ресурсов в цикл.
Поэтому наш центр — не новая лаборатория ради лаборатории.

Наша задача — пройти самое сложное расстояние: от научной статьи и лабораторного образца до технологии, которую действительно можно использовать в промышленности.

В ближайшее время буду показывать эту работу изнутри: оборудование, материалы, первые образцы, инженерную команду и неизбежные проблемы масштабирования.

#биоэкономика_изнутри
10❤‍🔥4👍4🔥2
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Когда коллектив становится новым веществом

После руды, экстракционных каскадов и редкоземельных элементов — химия, которую можно услышать.
И вот тут на видео прекрасно всё.

С«Химическая опера» в исполнении хора Менделеевского университета.
Редкий случай, когда реакция даёт не осадок, а мурашки. И аплодисменты. Хотя после особенно насыщенной недели у химика возможны оба варианта 😅
Пока смотрел, вспомнил GENER8ION — STORM I & II starring Yung Lean.
Совсем другое настроение: закрытая школа, взрослых нет, правила закончились — и вдруг десятки подростков начинают двигаться как один организм.

Два очень разных коллектива.
В одном тебя слышат, и общий голос становится сильнее.
В другом общий ритм настолько сильный, что человек почти исчезает.
Ну и, конечно, химик даже музыкальный клип умудряется объяснить через систему с новыми свойствами. Нормальные люди просто смотрят и получают удовольствие.

Начните со светлой версии — нашего хора.
А потом можно включить STORM и проверить нервную систему на устойчивость.

А вам какой коллектив ближе: где все идеально синхронны или где каждый остаётся собой, но умеет слышать других? Поделитесь 👇
❤‍🔥18🔥6👍5👏2👎1
Лаборатория отвечает на вопрос, «можно ли?», а Инженерный центр - «можно ли повторить»

В пятницу я рассказал о Центре инженерных разработок «Волоконные и мембранные технологии для биоэкономики» и спросил, с чего начать подробный разговор.
58% выбрали вопрос:
чем инженерный центр отличается от научной лаборатории?

Постараюсь без административных формулировок.
Первое и главное: научная лаборатория и инженерный центр не конкурируют между собой. Они отвечают на разные вопросы.

Научная лаборатория выясняет:
🧑‍🔬 можно ли получить новый материал или мембрану;
🧑‍🔬почему процесс работает;
🧑‍🔬 какой состав даёт нужные свойства;
🧑‍🔬 какой механизм стоит за наблюдаемым эффектом.
Результатом могут стать новое знание, статья, патент, методика и работающий лабораторный образец.

А инженерный центр начинает задавать вопросы там, где фразы «у нас один раз получилось» уже недостаточно.
Например:
🧑‍🏭 получится ли повторить результат на другой партии сырья;
🧑‍🏭 сохранится ли качество при увеличении объёма;
🧑‍🏭 какое оборудование и специальная оснастка потребуются;
🧑‍🏭 каковы материальный баланс, расход реагентов и режимы процесса;
🧑‍🏭 как контролировать качество каждой партии;
🧑‍🏭 можно ли вернуть растворители и другие ценные компоненты в цикл;
🧑‍🏭 сколько будет стоить технология;
🧑‍🏭 кто станет её реальным заказчиком.

В положении о нашем ЦИР задача звучи жёстко:
пройти полный цикл, от научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ до опытного, мелкосерийного и серийного производства.
То есть не создать ещё одну лабораторию, а закрыть разрыв между фундаментальной наукой и функциональным материалом, повысить уровень технологической готовности разработки и подготовить её к коммерциализации.
Возьмём мембрану.
В лаборатории можно:
— подобрать полимер;
— сформировать образец;
— измерить проницаемость и селективность;
— показать, что принцип работает.
Для инженерного результата этого мало.
Нужно получить стабильную партию мембран или волокон с одинаковыми свойствами, разработать модуль и аппарат, подготовить технологическую и конструкторскую документацию, определить требования к оборудованию, валидировать методы испытаний и выпустить опытную партию.
Причём Центр должен разрабатывать не только сами материалы, но и то, без чего они не производятся: фильеры, формующие элементы, намоточные аппараты, узлы подачи технологических сред, вспомогательное и основное оборудование. Часто оказывается, что нужного оборудования на рынке просто нет — и его тоже приходится проектировать внутри Центра

Есть простая проверка.
Лабораторный процесс нередко работает, потому что рядом стоит его автор.
Технология начинается тогда, когда процесс работает и без автора — по документации, в другом масштабе и у другой команды.

И ещё один важный момент.
Ценность может находиться не только в конечном медицинском изделии. Само волокно, мембрана, композиционный материал, модуль или технология его получения тоже могут быть самостоятельным высокотехнологичным продуктом.
Поэтому формула получается такой:
гипотеза → лабораторный образец → воспроизводимый процесс → опытная партия → документация → оборудование → промышленный партнёр → продукт.

Научная лаборатория создаёт знание и доказывает принцип.
Инженерный центр превращает этот принцип в технологию, которую можно воспроизвести, масштабировать и передать производству.
Как директор Центра я буду оценивать нашу работу не по количеству красивых образцов и фотографий нового оборудования.
Главный результат — сколько разработок действительно пройдут путь от лабораторного стола до работающего производства.

Следующий вопрос из вашего голосования — как устроены мембраны для оксигенации крови.

🩸азберём, как тысячи полых волокон временно помогают выполнять одну из функций лёгких.
#биоэкономика_изнутри
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥6👍5❤‍🔥21🎉1
Как увлечь ребёнка химией, не открывая учебник

Часто дорога в науку начинается не с формул, а с песни, детальки LEGO, Фиксиков, слайма или простого:
а почему оно так работает?


Ловите небольшую подборку для околонаучных вечеров с детьми:

🎵 Если заходят музыка, мемы и короткие видео — WannaBeTeacher
Формально это не подкаст, но в подборку просится. Автор поёт про химию: превращает элементы в песни и находит химию в обычных фразах.
Весело и в целом научно! А еще мы с Уланом знакомы лично 😎

🧸 Если любит LEGO, слаймы и поп-иты — «Кандидат игрушечных наук»
Химик Иван Сорокин разбирает, что за материалы и реакции прячутся внутри знакомых игрушек: почему слайм тянется, из чего делают пластилин, почему детали LEGO такие крепкие.
Есть опыты, которые можно повторить дома 👨‍🔬НО, конечно, только со взрослыми‼️

👩‍🔬 Если любит истории про людей — «Наука и смелость»
Подкаст 8+. О том, что великие учёные не рождались портретами из учебника. Они ошибались, над ними смеялись, они бедствовали и сталкивались с «хейтом» — и всё равно искали ответы.

В архиве — Мария Кюри, Менделеев, Резерфорд и другие известные ученые.

Если ребёнок вечно спрашивает «почему?» — «Господин Малибасик»
Двенадцатилетний Яша обсуждает свои открытия с папой. Когда папа не знает ответа — они звонят настоящим учёным.
Тут ценна сама модель разговора: взрослому нормально сказать «не знаю, давай разберёмся».

🇺🇸 Если хочется science + English — Brains On! и Tumble
В Brains On! дети сами ведут выпуски и ищут ответы на свои вопросы.
Tumble строит эпизоды вокруг реальных исследований и разговоров с учёными. К выпускам есть материалы для семей и учителей, часть — на испанском.

⚛️ Если уже тянет к таблице Менделеева — Chemistry in its Element
Аудиопутеводитель Королевского химического общества Великобритании: история, свойства и применение каждого элемента. Для подростков, студентов и всех, кто хочет заодно потренировать научный английский.

🌍 Если нужен короткий международный формат — OYLA
podcast
OYLA начинался в Казахстане как научпоп-журнал для школьников, а потом вырос в международный проект. В архиве — короткие англоязычные истории про химию, биологию, математику и технологии.

Главное: не кидайтесь смотреть все сразу! Выберите одну тему— ту, что цепляет то, что уже нравится. Наука, как тот слон, глотается постигается по самым маленьким кусочкам.

Любопытство, это куда более важный результат, чем правильный ответ.

А что лучше работает с вашими детьми и младшими родственниками: песни, истории, эксперименты или разговоры по душам?

В следующей части сравним, как устроен детский научпоп в России и на постсоветском пространстве, в США, Европе и Китае. Сам с большим интересом углубился в тему.

Но мой личный совет, начать с книги про профессию химика, ну вы понимаете почему 😎
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
17👍3❤‍🔥1🔥1
Как мембрана дышит за человека?

Представьте тысячи тонких полых волокон, собранных в компактный модуль.
Внутри волокон движется газовая смесь, снаружи — кровь. Они не смешиваются, но обмениваются молекулами через мембрану: кислород поступает в кровь, а углекислый газ удаляется из неё.
Так работает оксигенатор — ключевой элемент АИК и ЭКМО (расшифровывается как Аппарат искусственного кровообращени и Экстракорпоральная мембранная оксигенация). А встроенный теплообменник также поддерживает заданную температуру крови: при необходимости её можно не только согревать, но и контролируемо охлаждать.
АИК и ЭКМО — не одно и то же.
АИК используют преимущественно во время операций на сердце, обычно несколько часов. ЭКМО может поддерживать работу лёгких, а иногда и сердца, в течение нескольких суток или недель. Но принцип газообмена у них общий.
Главные инженерные задачи:
передать достаточно кислорода и удалить CO₂;
не вызвать повреждение крови и образование тромбов;
обеспечить герметичность и стабильную работу устройства.

Для этого нужны химия полимеров, мембранные технологии, гидродинамика, медицина и промышленное производство.

Именно над такой цепочкой от собственного полого волокна до отечественного оксигенатора мы сегодня работаем в нашем инженерном центре.
Иногда мембрана разделяет газы. А иногда, помогает человеку дышать.

P.S. А вот одна наша статья на эту тему
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
9❤‍🔥3👍3🔥1
В честь 20ти летия Московской школы управления «Сколково» принимаем участие в интересной конференции, с учетом ситуации, ожиданий, конечно, не много… раз Будущее уже здесь :)) но посмотрим
👍82
20 лет СКОЛКОВО. А где кнопка «пауза»?

На юбилейной конференции Московской школы управления СКОЛКОВО обсуждали будущее, к которому всё труднее подобрать привычные объяснения.

От моделей, работающих с текстами и изображениями, к физическому ИИ, действующему в реальном мире. От эволюции разума, к его возможной революции. В какой-то момент, как сказал Греф, действительно хочется нажать slow и спокойно разобраться 🙂
Записал вопрос Ааузана: а что, если предсказанное фантастами случится?

Что тогда произойдёт с компаниями, университетами и правилами, по которым мы привыкли жить? Например, заказчик с помощью ИИ сможет изучить продукт и его альтернативы глубже, чем продавец. На чём тогда будет держаться ценность эксперта? И кто получит преимущество в экономике, где выбирать и договариваться начнут наши цифровые агенты?

Для бизнеса это повод пересматривать саму организацию работы. Нескольких сотрудников, которым поручили «заниматься инновациями», может оказаться недостаточно, если изменения затрагивают всю компанию.

Но меня как преподавателя особенно зацепил разговор об образовании.
В выступлении Александра Аузана услышал предупреждение: ИИ может усиливать разрыв между людьми. Одни используют его, чтобы глубже разобраться в задаче. Другие постепенно передают ему саму работу мысли.
Если этот сценарий реализуется, мы получим очень неприятный парадокс: доступ к ответам станет всеобщим, а способность самостоятельно рассуждать, получается, всё более редкой.

Поэтому так важна когнитивная сложность. Умение видеть несколько объяснений, удерживать противоречия, связывать знания из разных областей и пересматривать собственные выводы. Принимать решения, когда информации недостаточно, а времени уже нет.

Для химика здесь всё довольно наглядно. ИИ предложил материал или объяснил механизм реакции. Теперь нужно понять: при каких условиях это верно? Какие допущения сделаны? Какой эксперимент позволит проверить гипотезу?
Именно эту работу должен уметь выполнять студент. Здесь нужны фундаментальные знания, практика и разговор с преподавателем, который спросит: «Почему вы так решили?»

Мне кажется, университетам придётся гораздо внимательнее относиться и к широте человеческого опыта. Книги, музыка, общение с людьми других профессий дают материал для неожиданных связей. Для исследователя такая широта может стать источником новой гипотезы. Но и игнорировать ИИ точно нельзя, придется учиться и учить вместе с ним…

У Селины Нери есть полезное уточнение: способность действовать в неопределённости можно развивать. Об этом и её «Готовность к будущему».
Поэтому фразу из своих записей «к будущему никогда нельзя быть готовым» я бы дополнил: всех событий мы не предугадаем. Но можем учиться задавать вопросы, проверять предположения и действовать без гарантированного ответа. Короче, развиваем еще и интуицию, вместе с империей и памятью!

С юбилеем, СКОЛКОВО! Спасибо за разговор, который продолжается в голове после окончания сессии.
❤‍🔥63👍2🤝1
Завтра у меня день рождения.

Обычно в такие дни принято подводить итоги. Но мне интереснее понять, куда двигаться дальше 😉
34👏8
Клетка произвела нужную молекулу. Как достать её из бульона?

Это третий по популярности вопрос из нашего опроса:
зачем биоэкономике мембраны?
Представьте биореактор.
Внутри вода, клетки, соли, остатки питательной среды, побочные продукты метаболизма и небольшое количество вещества, ради которого всё это запускали.

Сразу уточню: бульон здесь технологический, а не куриный 🐔. Хотя по составу он иногда даже насыщеннее.
Клетка может произвести белок, фермент, органическую кислоту или другое ценное соединение. Но у неё нет кнопки:
«Выдать чистый продукт в стерильной упаковке».

Иногда целевая молекула уже находится в жидкой среде. Иногда она остаётся внутри клеток, и тогда клетки сначала приходится разрушить.
В любом случае на выходе из биореактора мы получаем не готовый продукт, а сложную смесь.

И здесь начинается downstream processing; всё, что происходит после выращивания клеток: выделение, концентрирование, очистка и подготовка продукта к дальнейшему использованию.

Что может сделать мембрана?
1. Отделить клетки и крупные частицы
Если продукт находится в жидкости, сначала нужно убрать клеточную массу, обломки клеток и другие взвешенные компоненты.
Для этого используют микрофильтрацию и ультрафильтрацию: жидкость проходит через мембрану, а более крупные частицы задерживаются. Мембранные процессы применяют, в частности, для осветления ферментационных бульонов перед последующими стадиями очистки.
2. Сконцентрировать целевой продукт
Допустим, нужный белок уже находится в растворе, но его там слишком мало.
Мембрана пропускает воду и часть низкомолекулярных веществ, а крупная целевая молекула остаётся в концентрате.
Получается не магия, а уменьшение объёма: молекул столько же, воды меньше.
3. Заменить среду и удалить мелкие примеси
С помощью диафильтрации раствор как бы «промывают»: небольшие молекулы и соли проходят через мембрану, а белок или другой крупный продукт остаётся.
Так можно концентрировать продукт, менять буферный раствор и удалять часть нежелательных низкомолекулярных компонентов.
4. Вернуть воду и ценные компоненты в цикл
В биоэкономике важно не только получить продукт, но и сократить расход воды, растворителей и реагентов.
Поэтому мембрана может работать и как инструмент рециклинга: разделить поток и вернуть технологически значимый компонент обратно в производство.
Именно такие задачи прямо входят в работу нашего ЦИР: мембранные и гибридные технологии разделения, концентрирования, очистки жидких и газовых сред, ферментационные процессы и возврат ценных компонентов в производственный цикл.

Можно ли одной мембраной получить совершенно чистый продукт?
Обычно нет.
Мембрана это не волшебная стенка, которая узнаёт «хорошие» и «плохие» молекулы.
На практике её комбинируют с центрифугированием, экстракцией, осаждением, сорбцией и хроматографией.
Кроме того, ферментационный бульон активно загрязняет поверхность мембраны: клетки, белки и полисахариды снижают поток, поэтому приходится подбирать гидродинамику, режимы очистки и конструкцию модуля.
Поэтому простая схема выглядит так:
биореактор → отделение клеток → концентрирование → очистка → готовый продукт

И главный вывод:
биология создаёт молекулу.
Химия объясняет её свойства.
Мембранная технология помогает достать её из смеси.
Инженерия превращает всё это в воспроизводимый процесс.
Биоэкономика начинается в биореакторе.
Но её экономика очень часто решается уже после него; на стадиях разделения и очистки.

#биоэкономика_изнутри
9❤‍🔥1👍1