Хемургия: Прикладная химия и использование сельскохозяйственного сырья в промышленности.

Введение

Отрасль прикладной химии

Хемургия – это отрасль прикладной химии, занимающаяся получением промышленных продуктов из сельскохозяйственного сырья. Эта концепция начала развиваться в начале 20-го века. Например, кисти и кинопленка изготавливались из целлюлозы. Начиная с 1920-х годов, Уильям Джей Хейл, сельскохозяйственный журналист Уилер Макмиллен и другие американцы стали выступать за более тесную связь между фермерами и промышленностью. Термин "хемургия" был предложен химиком Уильямом Хейлом и впервые опубликован в его книге 1934 года "Ферма-хемург".

Конопляное тело или соевый автомобиль

Автопроизводитель Генри Форд начал испытывать сельскохозяйственные культуры на предмет их промышленного потенциала примерно в 1930 году и вскоре остановился на конопле и сое как особенно перспективных (известный автомобиль с кузовом из конопли или сои). Компания Ford Motor Company использовала сою в таких деталях, как ручки переключения передач и кнопки клаксона, а коноплю – для кузова автомобиля. Автомобиль был спроектирован для работы на конопляном дизельном топливе. Компания Ford Motor получила доступ к этим инновациям благодаря открытиям и изобретательности Джорджа Вашингтона Карвера, ученого из Таскиги и основоположника хемотехнологии. В 1935 году был создан Фермерский хемотехнический совет (позже переименованный в Национальный фермерский хемотехнический совет) для стимулирования более широкого использования возобновляемого сырья в промышленности. В первые годы своей деятельности Совет получил широкую известность. Администрация Рузвельта рассматривала его как политическую угрозу, поскольку лидеры Совета ставили под сомнение политику Министерства сельского хозяйства США. Первоначально сосредоточив внимание на демонстрации преимуществ Agrol (линейки смешанных моторных топлив, включающих этанол), Совет столкнулся с сильным сопротивлением со стороны нефтяной промышленности. Пилотный завод Agrol, который также испытывал управленческие и финансовые трудности, был закрыт в 1938 году. Уилер Макмиллен, ставший президентом Совета в предыдущем году, решил дистанцироваться от этанола, наладить отношения с нефтяной промышленностью и направить деятельность Совета в более осторожное русло. Дело Совета получило неожиданный импульс, когда Теодор Г. Бильбо, сенатор США от штата Миссисипи, искал способ продвижения новых способов использования избыточного хлопка в своем регионе. Чтобы сделать свою цель более политически привлекательной, он поддержал более широкую исследовательскую программу. В конечном итоге, четыре региональные лаборатории Министерства сельского хозяйства США, занимающиеся поиском новых способов применения сельскохозяйственных культур, были утверждены в соответствии с Законом о сельскохозяйственной корректировке 1938 года. Лаборатории были созданы в Уиндмуре, штат Пенсильвания; Новом Орлеане, штат Луизиана; Пеории, штат Иллинойс; и Олбани, штат Калифорния. Со временем их исследовательские программы расширились, и они стали меньше внимания уделять хемотехнологии. Тем не менее, их участие в этой области символизировало трансформацию хемотехнического движения из направления, связанного с критиками администрации Рузвельта, в направление, пользующееся явной поддержкой этой администрации.

Automaker Henry Ford began to test farm crops for their industrial potential around 1930, and soon settled on hemp and the soybean as particularly promising (the famous Hemp Body or Soybean Car). The Ford Motor Company used soybeans in such parts as gearshift knobs and horn buttons, and hemp for the body of the car. The automobile was designed to run on hemp diesel. Ford Motor Company accessed these innovations via the discovery and ingenuity of George Washington Carver, Tuskegee Scientist and Father of Chemurgy. In 1935, the Farm Chemurgic Council (later renamed the National Farm Chemurgic Council) was formed to encourage greater use of renewable raw materials in industry. In its early years, the Council received substantial publicity. It was perceived by the Roosevelt Administration as a political threat, since Council leaders questioned U. S. Department of Agriculture policies. First placing much of its emphasis on demonstrating the benefits of Agrol (a line of blended motor fuels that included ethanol), the Council drew strong opposition from the petroleum industry. The Agrol pilot plant, which also experienced management and financial difficulties, shut down in 1938. Wheeler McMillen, who had become president of the Council the previous year, decided to distance the chemurgy movement from ethanol, mend fences with the petroleum industry, and place the Council on a more cautious course. The Council’s cause received an unexpected boost when Theodore G. Bilbo, a U. S. senator from Mississippi, sought a means to promote new uses for his region’s surplus cotton. To make his goal more politically attractive, he supported a broader research program. In the end, four regional U. S. Department of Agriculture laboratories, dedicated to finding new uses for farm crops, were authorized under the Agricultural Adjustment Act of 1938. The labs were established in Wyndmoor, Pennsylvania; New Orleans, Louisiana; Peoria, Illinois; and Albany, California. Over time, their research agendas expanded, and they became less focused on chemurgy. Nevertheless, their involvement in that field was symbolic of the chemurgy movement’s transformation from a cause associated with Roosevelt Administration critics to one with clear support from that administration.

Появление

Хему́ргия доказала свою ценность во время Второй мировой войны, особенно в смягчении дефицита каучука, вызванного перекрытием Японией большинства поставок в Америку. Кукуруза использовалась в качестве сырья для производства значительной части синтетического каучука в годы войны. В качестве источников каучука исследовались и другие растения, включая гуайюль и кок-сагыз (русский одуванчик). В Среднем Западе школьникам предлагали собирать пух молочая, который ранее считался сорняком, но теперь ценился как наполнитель для военных спасательных жилетов. Один священник в штате Айова даже привлек внимание прессы, призывая прихожан выращивать коноплю, чья прежняя репутация опасного наркотика уступила место военным потребностям в веревках и канатах.

Упадок

К 1950 году слово "хемургия" стало употребляться реже. К этому моменту методы дали скромные результаты в промышленности и исследованиях, включая создание четырех национальных исследовательских лабораторий, развитие южной сосновой промышленности и зарождение американской льно-бумажной промышленности. После этого осознание термина, обозначающего особый набор промышленных технологий, угасло, и сами методы не получили дальнейшего распространения. Объяснения этому снижению различны. С точки зрения рынка, наиболее простое объяснение – замена ископаемым топливом, которое оказалось более дешевым для промышленного производства многих материалов. Помимо этого, несогласованность стимулов и культурные особенности отрасли могли сдерживать энтузиазм инвесторов и принятие технологий фермерами. С точки зрения инвестиций, хемургическим проектам часто не удавалось перейти от пилотных образцов к полномасштабному производству. Это заставляет некоторых аналитиков полагать, что хемургия разочаровала слишком многих инвесторов в отдельных проектах. Действительно, связанная проблема заключалась в руководстве и финансировании отрасли: небольшое число частных инвесторов обеспечивало основную часть финансирования, и многие решения определялись личными конфликтами в узком кругу корпоративных технократических ученых. Возможно, акцент в отрасли на технологической стороне снизил энтузиазм фермеров. Лидеры отрасли продвигали быстрые технологические изменения в сельскохозяйственном производстве, что противоречило более консервативному внедрению новых технологий в сельском хозяйстве. Наконец, государственные программы создавали стимулы, противоречащие интересам отрасли. "Новый курс" предоставлял фермерам немедленные субсидии, в то время как хемургии как отрасли требовалась долгосрочная программа. В 1990 году Уилер Макмиллен, которому тогда было 97 лет, выступил на национальной конференции современных энтузиастов хемургии в Вашингтоне, округ Колумбия. На конференции был создан Совет по новым применениям, стремящийся продолжить дело, ранее продвигавшееся Хемургическим советом. Джордж Вашингтон Карвер был одним из самых известных ученых в этой области. В экологической биографии Джорджа Вашингтона Карвера под названием "Моя работа – это сохранение" автор Марк Д. Герси пишет: "Таким образом, хотя он принял почетный титул "первого и величайшего хемурга", он вряд ли принадлежал к основному течению этого движения. Напротив, Карвер часто неправильно понимал цели движения, полагая, что они больше соответствуют его собственным, чем это было на самом деле. Поскольку Карвер посвятил свои усилия улучшению жизни бедных чернокожих фермеров, он рассматривал хемургию как область, в которой наука решает "важную человеческую проблему". Его призыв 1936 года "химизировать ферму" исходил из его неприятия отходов, а не из стремления к прибыли, не говоря уже о симпатии к химическим пестицидам и удобрениям. Он хотел, чтобы "отходы фермы" использовались для производства "изоляционных плит, красок, красителей, промышленного спирта, различных видов пластмасс, ковров, ковриков и тканей из волокнистых растений, масел, смол и восков и т.д."

The word "chemurgy" decreased in use by 1950. By this point, the methods had yielded modest inroads to industry and research, including four national research laboratories, the development of the Southern pine industry, and the initial emergence of the American flax paper industry. After this time, awareness of the term as connoting a distinct set of industrial techniques faded, and the methods themselves did not spread further. Explanations for the decline vary. From a market perspective, the simplest explanation is substitution by fossil fuels, which proved cheaper for industrial production of many materials. Beyond this, misaligned incentives and cultural aspects of the industry may have restrained investor enthusiasm and adoption by farmers. From an investment perspective, chemurgical projects often failed to move from pilot products to full scale production. This leads some analysts to suggest that chemurgy disappointed too many investors in particular projects over time. Indeed, a related problem was in the industry's leadership and funding: a small number of private investors supplied the majority of the industry, and many decisions in it were guided by leadership personality conflicts in the small cadre of corporate technocratic scientists in industry. This emphasis in the industry on the technological side may have dampened enthusiasm among farmers. The leaders of the industry promoted rapid technological shifts in agricultural production, which was opposed by the more conservative uptake of new technologies in agriculture. Finally, public programs aligned incentives against the industry. The New Deal provided immediate subsidies to farmers, whereas chemurgy as an industry required a longer term program. In 1990, Wheeler McMillen then 97 years old, addressed a national conference of latter day chemurgic enthusiasts in Washington, DC. The conference served to launch the New Uses Council, which seeks to further the cause formerly promoted by the Chemurgic Council. George Washington Carver was one of the most famous scientists of this field. In the Environmental Biography of George Washington Carver titled "My Work is that of Conservation" author Mark D. Hersey writes, "Thus, although he accepted the honorary mantle of "the first and greatest chemurgist," he was hardly in its mainstream. On the contrary, Carver often misconstrued the movement's aims, imagining they fell more in line with his own than in fact they did. Because Carver had devoted his energies to improving the lives of impoverished black farmers, he saw chemurgy as a field in which science addressed "a great human problem." His 1936 injunction to "chemicalize the farm" sprang from his abhorrence of waste rather than a desire for profit, let alone an affinity for chemical pesticides and fertilizers. He wanted "waste products of the farm" to be used for making "insulating boards, paints, dyes, industrial alcohol, plastics of various kinds, rugs, mats and cloth from fiber plants, oils, gums and waxes, etc."