Интерактивная модель СО2-экстрактора появилась в музее биотехнологий Передовой инженерной школы (ПИШ) ДВФУ во Владивостоке на прошлой неделе. Новый мультимедийный экспонат "Экстрагируй это" позволяет посетителям буквально заглянуть внутрь высокотехнологичного процесса, который сегодня используют в фармацевтике, пищевой, косметической и сельскохозяйственной промышленностях. Что представляет собой одна из самых актуальных технологий "зелёной химии" и как она работает на практике — в нашем материале.
Установку разместили в самом начале экспозиции, сразу после инсталляции, посвященной "еде будущего". Экспонат наглядно демонстрирует один из самых загадочных процессов науки: от подачи измельчённого сырья в колбу до работы реактора и сепаратора, куда поступает поток углекислого газа. Даже добавляемый сорастворитель — всего несколько миллилитров — включён в демонстрацию, чтобы процесс выглядел максимально реалистично. Благодаря этому посетители могут полностью погрузиться в технологию и понять, как современные методы "зелёной химии" превращают сырьё в полезные экстракты.
"То, что здесь происходит, это фактически фантазия, основанная на научных фактах. Как выглядит этот процесс и что происходит с газом, еще никто не описывал до нас. Вместе с учёными мы разработали наглядную модель, чтобы показать высокотехнологичный процесс, который сейчас находится на стыке наук", — отметила советник директора ПИШ ДВФУ Елена Демиденко.
Посетители могут выбрать тип сырья и увидеть, какие полезные вещества удаётся получить в ходе экстракции. На интерактивную модель проецируются процессы, обычно скрытые от глаз: движение CO₂, разделение компонентов, образование экстракта. Здесь можно получить эфирное масло из косточек, удалить кофеин из чая или кофе, создать комбикорм нового поколения, получить ингредиенты для косметической промышленности, выделить лекарственные вещества и многое другое.
Ранее мы выяснили, что в лаборатории ПИШ ДВФУ сегодня натуральные экстракты получают путем технологии сверхкритической флюидной экстракции диоксидом углерода (СО2). Проще говоря, это способ "вытягивать" полезные вещества из природного сырья с помощью углекислого газа, который при определённых условиях превращается в особое состояние, называемое флюидом. Принцип работы довольно прост: CO₂ под высоким давлением переходит в сверхкритическое состояние — он не совсем газ и не совсем жидкость, но обладает свойствами обоих. Проходя через сырьё, он извлекает нужные молекулы, а при снижении давления испаряется, оставляя чистый концентрат без растворителей и вредных примесей.
От кофе до эфирных масел: натуральные экстракты создают в лаборатории ПИШ ДВФУ Метод экстракции сверхкритическим CO2 считается одним из самых экологичных
Так, например, из ромашки, календулы, лаванды получают успокаивающие и противовоспалительные вещества, из алоэ -— увлажняющие и регенерирующие компоненты, в зелёном чае и виноградных косточках содержится много мощных антиоксидантов, у облепихи, шиповника и граната питательные и защитные свойства, а чайное дерево и эвкалипт известны своими антисептическими и противовоспалительными свойствами благодаря высокому содержанию эфирных масел.
Ещё новинки
Однако интерактивная модель СО₂-экстрактора — не единственное новшество этого года в музее биотехнологий. Помимо возможности заглянуть в закулисье "зелёной химии", теперь здесь можно узнать и о применении 3D-печати в различных областях биотехнологии — прежде всего в пищевой и медицинской.
Интерактивный экспонат "Типография биотехнолога" представляет собой мультимедийную инсталляцию с элементами подвижной механики. В основе — горизонтальный экран, установленный под небольшим углом для удобства посетителя. На нём выделены две зоны: область 3D-печати и рабочая зона для взаимодействия. Сам процесс печати демонстрируется в виде объёмной анимации, что создаёт реалистичную физическую имитацию работы принтера. Здесь, например, можно "напечатать" нос для человека, пострадавшего в ДТП, и другие биосовместимые элементы.
Ещё один новый экспонат "Белки и ферменты: искусство создавать эффективные и красивые структуры" пополнил музей. Он раскрывает красоту, логику и продуманность трёхмерных архитектур белковых макромолекул, а также демонстрирует возможности современной генной инженерии в создании таких структур.
Отдельного внимания заслуживает фотозона: задник, выполненный в стиле "Третьяковской галереи", представляет собой четыре объёмные картины с интегрированными белковыми структурами. Перед ними предусмотрено место, где посетители могут сделать эффектные фотографии.
Новые, а для многих — долгожданные экспонаты уже появились в залах музея биотехнологий. Однако официальное открытие второй части музея ещё впереди — оно запланировано на конец ноября.
И полюбившиеся гостям "старинки"
Здесь каждый экспонат позволяет посетителям буквально "прикоснуться к науке" — все инсталляции полностью интерактивны и раскрываются только в процессе взаимодействия. Гости музея могут не только увидеть современные биотехнологические решения, но и понять, как создаются инновации. У экспонатов также есть аудиогид, который подробно объясняет представленные технологии и процессы.
В самом начале гостей музея встречает инсталляция, посвящённая "еде будущего". Здесь представлены привычные продукты питания, но произведённые из нетрадиционного сырья, например, "батончики из кузнечиков" или "хлеб из водорослей". Экспозиция наглядно показывает, насколько ресурсоёмким является традиционное животноводство. Чтобы вырастить корову и получить из неё условные наггетсы или котлеты, требуется около 15 тонн воды. В то же время эквивалентное количество белка можно получить в лаборатории хроматографического разделения: учёные выбирают нужный белок, выращивают его, а когда культура достигает необходимого объёма, из него формируют продукт — практически в том же виде, что и привычные мясные изделия. Да, лабораторные процессы пока требуют времени, но это важный этап отработки технологий, которые в дальнейшем будут внедряться в промышленное производство.
Сами "батончики из кузнечиков" — реальность уже сегодня: такие продукты активно производят, например, в Китае. И здесь уже возникает вопрос — использовать локальное, экологически чистое сырьё или импортное. Важно, что такие технологии не имеют отношения к генной модификации. Никто не планирует истреблять насекомых: из них лишь выделяют качественный белок, который затем культивируют, создавая на его основе полезные пищевые продукты, объяснила Елена Демиденко.
Похожая ситуация и с молочными заквасками. Команда ПИШ ДВФУ совместно с индустриальным партнёром занимается тем, чтобы выделить такие закваски из местного сырья. Это позволит создавать сыр не из молока, а на основе локальных микроорганизмов, что существенно расширит возможности пищевой биотехнологии.
Отдельного внимания заслуживает стенд "Как биоэкономика изменит мир". Он представляет собой хронологическую шкалу устойчивого развития — от 2000-х до 2100 -х годов — и наглядно демонстрирует, как стремительно меняется структура мировой экономики под влиянием биотехнологий. Если, допустим, в 2021 году "зелёные" технологии в промышленности только начинали свой путь: при населении Земли более 7,7 млрд человек их проникновение не превышало 1,5%. Альтернативные продукты питания занимали всего 2% мирового рынка, а переработка пластика застыла на отметке 9%. То, согласно прогнозу, уже к 2030 году ситуация изменится кардинально.
"Все цифры, которые мы запрашивали, были получены с конкретных статистических органов, а также в научных учреждениях у наших партнёров, чтобы полностью соответствовать действительности", — рассказала советник директора ПИШ ДВФУ.
Раньше реставрация картин занимала годы и требовала применения скребков и агрессивных растворителей. Сегодня же часть этих процессов можно выполнять с помощью специальных антибиотиков. В качестве примера в экспозиции представлена картина владивостокского пейзажа от местного художника Артёма Малыгина. Посетителю предлагается выбрать одну из трёх работ и провести небольшой эксперимент: попробовать "очистить" изображение традиционным растворителем или же использовать современный биотехнологический метод. Это не просто игра — это наглядная демонстрация того, как наука помогает в сохранении искусства.
Ещё одна интерактивная зона позволяет "подобрать правильное питание для бактерий", чтобы в игровом формате "очистить пролив Владивостока от мусора". Таким образом посетители видят, как биотехнологии могут работать и в сфере экологии.
История музея
Напомним, что первый на Дальнем Востоке музей биотехнологий открыл свои двери в октябре прошлого года на базе ДВФУ совместно с Федеральным исследовательским центром Биотехнологии РАН и "Технологической платформой БиоТех2030". Ранее директор Передовой инженерной школы ДВФУ Людмила Текутьева отметила, что открытие музея биотехнологий — ещё один большой шаг к популяризации биоэкономики на Дальнем Востоке. Важно, что гидами здесь являются студенты ПИШ.
В этом году у музея биотехнологий появилась виртуальная версия. Теперь из любой точки мира можно посетить мультимедийную интерактивную экспозицию о технологиях будущего (12+) на базе Дальневосточного федерального университета во Владивостоке.
Каким станет будущее цивилизации? Кто определит правила игры в мире биотехнологий? Какие открытия изменят жизнь уже завтра? Виртуальный музей биотеха предлагает заглянуть вперёд и увидеть три возможных сценария развития мира. Проект создан при поддержке Минобрнауки в рамках Десятилетия науки и технологий, объявленного указом Президента Российской Федерации.
Реклама. Рекламодатель: ФГАОУ ВО ДВФУ.
