Media / Adam Mikołajczyk

Tanie paliwo nie jest jednak najbardziej optymalnym sposobem wykorzystania zużytego oleju. Bo jeśli chcemy zbudować naprawdę zieloną ekonomię, to nie możemy spalać niepotrzebnych rzeczy. To wbrew zasadom gospodarki obiegu zamkniętego. – Raz wytworzony produkt powinien być jak najdłużej w obiegu, bo dzięki temu nie marnujemy energii zużytej do jego wytworzenia. Spalenie powinno być ostatecznością – tłumaczy dr inż. Maria Kurańska z Politechniki Krakowskiej, która od 10 lat prowadzi badania nad uzielenieniem tworzyw sztucznych.

W tym celu zajmowała się m.in. modyfikacją olei roślinnych tak, aby można było wykorzystać je do produkcji poliuretanu. Teraz badaczka z sukcesem sięgnęła po zużyty olej. A zaczęło się od domowych frytek.

Reklama

Obieg bardziej zamknięty

Poliuretan to tworzywo sztuczne, zrobione z niego pianki wykorzystuje się do produkcji gąbek (np. do naczyń) oraz siedzisk w krzesłach domowych i fotelach samochodowych. Do tego materiał ma dobre właściwości termoizolacyjne, w związku z czym doskonale nadaje się do ociepleń (w Polsce stosuje się raczej styropian – jest po prostu tańszy). Te dwa główne zastosowania uzupełniają elementy wnętrza samochodów, elektroniki, a nawet prezerwatywy (dla osób uczulonych na lateks).

Od momentu wynalezienia w 1937 r. przez niemieckiego chemika Ottona Bayera poliuretan w zasadzie otrzymuje się w ten sam sposób: poprzez połączenie związków chemicznych należących do dwóch klas. Pierwsza to poliole, czyli alkohole zawierające więcej niż jedną grupę wodorotlenową (to końcówka w nazwie etanolu, najpopularniejszego alkoholu: C2H5OH). Do tej grupy zaliczamy m.in. znany z płynów do spryskiwaczy glikol i cukier brzozowy, czyli ksylitol. A jeśli podczas pandemii robiliście w domach płyn do dezynfekcji rąk, to dodawaliście do niego innego poliolu – gliceryny.

Drugą klasą związków są izocyjaniany, które mają specjalną grupę funkcyjną składającą się z atomów azotu, węgla i tlenu – ustawionych po jednej sztuce w szeregu, połączonych silnymi, podwójnymi wiązaniami. – Związki z obydwu klas potrzebne do wytworzenia poliuretanu zazwyczaj uzyskujemy z ropy naftowej. To jednak nie jest najbardziej „zielony” surowiec, stąd od wielu lat trwają poszukiwania bardziej zrównoważonych zastępników – tłumaczy dr Kurańska.

I frytki do tego

Poszukiwania zielonych izocyjanianów są bardzo trudne („Gdyby komukolwiek się to udało, z miejsca stałby się bogatym człowiekiem” – żartuje badaczka z Politechniki Krakowskiej). W tym wypadku wysiłki idą więc w tym kierunku, aby je całkowicie zastąpić, co też nie jest proste. Co innego poliole – tutaj pole manewru jest większe i obejmuje m.in. tłuszcze pochodzenia roślinnego. Naukowcy nauczyli się je modyfikować w taki sposób, że mogą stanowić surowiec do produkcji poliuretanu.

Mimo tego że dr Kurańska pracuje z olejami roślinnymi od dekady, pomysł wykorzystania zużytego oleju pojawił się dopiero podczas pewnego wieczoru w domu, kiedy z mężem postanowili zrobić frytki. Sprzątanie przypadło w udziale mężowi i kiedy ten wylewał do zlewu olej rzepakowy, badaczkę olśniło. – Przecież jeszcze ani razu w laboratorium nie próbowaliśmy do produkcji pianki poliuretanowej wykorzystać zużytego oleju – opisuje swój „Eureka! moment” dr Kurańska.

Już w laboratorium okazało się, że stary olej jest bardzo dobrym surowcem. Po usunięciu z niego zanieczyszczeń doskonale nadawał się do dalszej obróbki. Kluczem była ilość wiązań nienasyconych – charakterystycznych elementów olejów roślinnych, które są niezbędne, aby przeprowadzić wyżej wspomnianą modyfikację czyniącą je zdatnymi do produkcji polioli.

Nie pal, wykorzystaj

W ten sposób dr Kurańska razem z prof. Aleksandrem Prociakiem, dr. Sławomirem Michałowskim oraz doktorantem Krzysztofem Polaczkiem stworzyła otwartokomórkową piankę poliuretanową. Jak mówi badaczka, jest to doskonały materiał do ociepleń i chociaż nie tak skuteczny jak pianki zamkniętokomórkowe, to ma inne właściwości, np. przepuszczalność pary wodnej, co jest pożądane w izolacji dachów.

Przez 10 lat pracy naukowej badaczka z Politechniki Krakowskiej eksperymentowała zresztą ze znacznie większą liczbą odpadów pochodzenia naturalnego, takich jak włókna roślinne czy drzewne. Celem jest nie tylko zagospodarowanie odpadów, ale też obniżenie kosztów produkcji tworzyw sztucznych.

Technologia modyfikacji olejów roślinnych i wykorzystania tak przekształconych związków do produkcji pianek poliuretanowych już została nagrodzona na kilku imprezach targowych dla wynalazców, w tym jednej odbywającej się w Dolinie Krzemowej. Sięgnięcie po olej posmażalniczy – który jest odpadem specjalnego traktowania, bo restauracje nie mogą go po prostu wylewać do kanalizacji – daje szansę jego zagospodarowania, które teraz polega głównie na produkcji paliw. To jednak, jak powiedzieliśmy na samym początku, nie jest do końca optymalne. – Raz wyprodukowane, jak najdłużej w obiegu – przypomina dr Kurańska.

Badanie zdolności patentowej

Opinia Adam Trawczyński

Idea zero waste (nic się nie marnuje) staje się coraz popularniejsza i kojarzona przez społeczeństwo. Zagospodarowanie odpadów wpisuje się w trend działań proekologicznych, jakże ważnych z punktu widzenia ochrony planety przed niekorzystnym wpływem działalności człowieka.

Opracowany przez naukowców z Politechniki Krakowskiej sposób wytwarzania otwartokomórkowej pianki poliuretanowej z polioli otrzymywanych w wyniku modyfikacji chemicznej oleju posmażalniczego, stanowiącego materiał odpadowy z gospodarstw domowych i lokali gastronomicznych, niewątpliwie wpisuje się w ten trend. W wyniku zagospodarowania odpadowego surowca nie dość, że zastąpiono poliole otrzymane z przetwórstwa ropy naftowej, ograniczono emisję dwutlenku węgla, to jeszcze udało się opracować materiał o dobrych właściwościach izolacyjnych termicznie i akustycznie.

Niestety Urząd Patentowy RP, po przeprowadzeniu poszukiwań, w sprawozdaniu o stanie techniki dla zgłoszenia P.425799 wskazał dokumenty, które mogą podważać nowość i poziom wynalazczy omawianego rozwiązania. Dobitnie pokazuje to, jak ważną rolę w procesie opracowywania zgłoszenia wynalazku pełnią badania patentowe. Szczególnie rekomendowaną formą sprawdzenia potencjału innowacyjnego rozwiązania jest przeprowadzenie badania zdolności patentowej, które polega na wyszukaniu w stanie techniki dokumentów patentowych i niepatentowych (publikacji naukowych, fragmentów książek, broszur i innych form ujawnienia znanych rozwiązań) opisujących podobne rozwiązania, a następnie dokonaniu przez rzecznika patentowego oceny spełnienia przesłanek zdolności patentowej w świetle odnalezionych dokumentów.

Analiza nowości, poziomu wynalazczego i przemysłowej stosowalności w odniesieniu do znanych już rozwiązań pozwala na ocenę szans na uzyskanie patentu na dane rozwiązanie oraz na właściwe zdefiniowanie zakresu żądanej ochrony, czyli odpowiednie zredagowanie zastrzeżeń patentowych.