Повышение устойчивости лаборатории с помощью экологически чистых растворителей

Исследовательские лаборатории представляют собой сложную среду, и не всегда ясно, что можно сделать для повышения устойчивости. На сегодняшний день большая часть дискуссий об устойчивом развитии сосредоточена на энергоэффективности инструментов и оборудования, таких как вытяжные шкафы и криогенные морозильники. Хотя это важно, это означает, что такие вещи, как выбор химикатов и растворителей, упускаются из виду.Здесь Пол Ванден Бранден, директор SciMed, участник Lab Innovations 2023 и член консультативного совета выставки, обсуждает способы, которыми лаборатории могут обновить экспериментальные методы и выбор растворителей, чтобы сделать их более устойчивыми, не нанося вреда результатам.

Изменение климата, возможно, является самой острой проблемой нашего времени, и многие ученые предупреждают, что, если не будет достигнут значительный прогресс на пути к созданию более устойчивого общества, ущерб, нанесенный планете, станет необратимым. Правительство Великобритании приняло законодательные обязательства по достижению нулевых выбросов углекислого газа к 2050 году, но это вряд ли произойдет, если не произойдут существенные изменения в промышленных секторах, таких как лабораторная промышленность.

В отчете об устойчивом развитии Университетского колледжа Лондона за 2021 год сообщается, что примерно половина выбросов университета приходится на его лаборатории. Результаты этого доклада и других подобных ему докладов указывают на то, что лабораториям следует делать больше. В конечном итоге это означает, что лабораторная индустрия существенно повлияет на вероятность достижения цели «чистого нуля» к 2050 году. Поэтому лаборатории должны решать такие проблемы, как потребление энергии, а также выбор химикатов и растворителей.

Переход на зеленые растворители

Органические растворители, такие как гексан, обычно используются в различных химических процессах, таких как разделение и экстракция, но они весьма вредны для окружающей среды. Поэтому ключевой целью лабораторной отрасли является сокращение их использования в пользу альтернатив экологически чистым растворителям.

Гексан широко используется для извлечения нефтяных примесей из воды и почвы для анализа, а также для извлечения пищевых масел из семян и овощей из-за его эффективности в этих экспериментах, которую традиционно не могли сравниться с альтернативами. Однако системы сверхкритического CO2 теперь позволяют достичь сопоставимых результатов без использования такого вредного химического вещества.

Например, сверхкритический жидкий CO2 негорюч, нетоксичен, не наносит вреда окружающей среде, прост в приготовлении и не способствует глобальному потеплению, поскольку любой технологический CO2 перерабатывается обратно в систему. Сверхкритическая флюидная экстракция (SFE) представляет собой область растущего интереса, а CO2 является наиболее распространенной сверхкритической жидкостью, используемой в процедурах SFE в качестве замены традиционного использования гексана.

SFE осуществляется путем прокачки сверхкритического CO2 через неподвижный слой субстрата, где CO2 протекает через субстрат и растворяет растворимые компоненты до тех пор, пока они не истощатся. Затем загруженный растворитель пропускают через сепаратор, где растворимые компоненты осаждаются путем регулирования температуры и давления, прежде чем CO2 конденсируется и рециркулируется.

Контролируя плотность сверхкритических жидкостей с CO2, они могут воспроизвести эффективность различных органических растворителей, полярность которых варьируется от н-пентана (самая низкая плотность) до пиридина (самая высокая). Эта функция позволяет выполнять процедуры селективной экстракции, очистки и фракционирования.

Это лишь один из многих примеров того, как лабораторная отрасль может улучшить выбор химикатов и растворителей в экспериментах, чтобы повысить устойчивость без негативного влияния на результаты. На выставке Lab Innovations в этом году посетители смогут своими глазами увидеть многие из этих методов и поговорить с ведущими экспертами отрасли о том, как они могут повысить устойчивость своих лабораторий.

Лаборатория устойчивого развития вернется на выставку Lab Innovations в 2023 году, которую будет вести Энди Эванс, директор Green Light Laboratories, и предложит понимание того, как лаборатории могут стать более устойчивыми, а также поделится некоторыми практическими исследованиями, основанными на данных. Кроме того, на выставке снова пройдет экскурсия по устойчивому развитию, которая была новой для Lab Innovations в 2022 году, чтобы предоставить посетителям экскурсию по некоторым ключевым экспонентам, оказывающим положительное влияние на устойчивость лабораторий.