Znajdź zawartość

Niemal 100 lat temu, 15 stycznia 1919 roku w Bostonie doszło do niezwykłej śmiercionośnej katastrofy. W dzielnicy North End pękł zbiornik z melasą i ulicę zalała 7-metrowa fala słodkiej cieczy, która zniszczyła wiele budynków i zabiła 21 osób oraz kilkanaście koni. Przez 100 lat naukowcy zastanawiali się, jak wolno poruszający się płyn mógł mieć tak katastrofalne skutki. Dopiero teraz udało się wyjaśnić zjawiska fizyczne stojące u podstaw śmiertelnego słodkiego tsunami. Nicole Sharp, inżynier lotnictwa, która specjalizuje się w dynamice cieczy oraz Jordan Kennedy z Uniwersytetu Harvarda zebrali wszelkie dostępne dane na temat katastrofy, w tym doniesienia prasowe, stare mapy Bostonu czy informacje pogodowe. Przeprowadzili liczne eksperymenty dotyczące poruszania się melasy w różnych warunkach i wprowadzili uzyskane dane do modeli komputerowych. Niedawno wyniki swoich eksperymentów zaprezentowali podczas dorocznego spotkania Wydziału Dynamiki Cieszy Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego. Melasa jest płynem nieniutonowskim i pseudoplastycznym. Oznacza to, że lepkość tego płynu nie jest wartością stałą, jego krzywa płynięcia nie jest funkcją liniową, a jego naprężenie stycznie nie jest stałe i maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania. Jednak w niższych temperaturach melasa zachowuje się bardziej jak klasyczny płyn. Eksperymenty Sharp i Kennedy'ego wykazały, że jej lepkość drastycznie wzrasta w zimnych pomieszczeniach. Przelanie 48 mililitrów melasy do cylindra miarowego zajęło nam kilkanaście minut - mówi Sharp. Biorąc pod uwagę fakt, że w czasie wypadku w Bostonie było zimno, zasięg zniszczeń stanowił poważną zagadkę. Już wkrótce po wypadku gazety spekulowały, że pod zbiornik podłożono bombę i eksplozja spowodowała szybkie rozprzestrzenianie się melasy. Z najnowszych badań wiemy już, że znacznie lepszym wyjaśnieniem od podłożenia ładunku wybuchowego jest podstawowy przepływ horyzontalny cieczy w polu grawitacyjnym, który spowodowany jest różnicami w gęstości ośrodków. Odgrywa on znaczącą rolę wówczas gdy gęstsza ciecz rozprzestrzenia się horyzontalnie po cieczy mniej gęstej (w tym przypadku melasa po powietrzu). Podobne zjawisko obserwujemy, gdy otworzymy drzwi w ciepłym pomieszczeniu i gwałtownie wpada doń zimne powietrze. Ruch powietrza jest silny, pomimo braku wiatru. Sama gęstość melasy mogła odpowiadać za jej dużą prędkość początkową. Ważną rolę odegrała też temperatura. Zbiornik z melasą był nieco cieplejszy od otaczającego go powietrza. Gdy pękł, rozprzestrzeniająca się melasa ulagała szybkiemu schłodzeniu, przez co stawała się bardziej lepka i bardziej niebezpieczna. Melasa działała też na uwięzionych w niej ludzi jak ruchome piaski. Im bardziej próbowali się wydostać, tym bardziej w niej grzęźli. Wszystkie te czynniki spowodowały, że wypadek wiązał się z tak olbrzymimi zniszczeniami i dużą liczbą ofiar. Pani Sharp chce teraz rozszerzyć swoją analizę o to, co działo się w zbiorniku bezpośrednio przed katastrofą, gdy na jego dno wpompowano gorącą melasę. "Przypuszczam, że powstała jakaś niesamowita mieszanina o właściwościach skomplikowanych faktem, iż lepkośc melasy ulega znacznym zmianom wraz ze zmianami temperatury" - mówi uczona. « powrót do artykułu

Naukowcy z Wiedeńskiego Uniwersytetu Technologicznego opracowali metodę pozyskiwania erytrytu; wykorzystują do tego słomę pszeniczną oraz grzyby Trichoderma reesei. Erytryt, słodzik, który naturalnie występuje w wodorostach i porostach, jest używany w Azji, zyskuje też coraz większą popularność w USA i Europie. Autorzy artykułu z pisma AMB Express zaznaczają, że erytryt ma co najmniej kilka plusów. Po pierwsze, jest niskokaloryczny i nie prowadzi do tycia. Po drugie, nie wywołuje próchnicy ani nie wpływa na poziom cukru we krwi. Po trzecie, w odróżnieniu od innych słodzików, nie działa przeczyszczająco. Dotąd erytryt uzyskiwano za pomocą pewnych rodzajów drożdży z wysoce skoncentrowanej melasy. Austriakom udało się do tego wykorzystać zwykłą słomę i grzyby strzępkowe. Eksperymenty zakończyły się dużym sukcesem, a teraz procedura będzie optymalizowana pod kątem przemysłu. Gdy słomę potnie się na drobne kawałki, rozpuszczalniki rozkładają ligninę ścian komórkowych, a ksylan i celuloza są poddawane dalszej obróbce. Zwykle słomę trzeba potraktować drogimi enzymami, które rozłożą ją do cukru. W stężonej melasie pod wpływem skrajnego stresu osmotycznego specjalne szczepy drożdży przekształcają cukier w erytryt - wyjaśnia prof. Robert Mach. Enzymy celulolityczne można jednak pozyskać z grzybów strzępkowych (T. reesei są uznawane za najskuteczniejsze w tej dziedzinie; syntetyzują dwie celobiohydrolazy, osiem endoglukanaz i siedem beta-glukozydaz). Podczas studium naukowcy zmodyfikowali grzyby genetycznie. Zwykle procesy pozyskiwania enzymów z hodowli oraz ich chemicznego oczyszczania sprawiają sporo kłopotów, teraz jednak można aplikować T. reesei bezpośrednio na słomę, rezygnując w dodatku z etapu pośredniego z melasą. Wiedzieliśmy, że T. reesei są zasadniczo zdolne do wytwarzania erytrytu, ale zazwyczaj w małych ilościach. Zmieniając je genetycznie, udało nam się pobudzić produkcję enzymu, który umożliwia wytwarzanie substancji słodzącej na dużą skalę. « powrót do artykułu