Карлтон Эллис¶

Карлтон Эллис (англ. Carleton Ellis; 20 сентября 1876, Кейп-Винсент, штат Нью-Йорк — 13 января 1941, Нью-Йорк) — американский химик и изобретатель, автор более 800 патентов, внёсший значительный вклад в развитие химической промышленности, в частности в области нефтепереработки, производства синтетических смол и пищевых жиров. Считается одним из основоположников промышленного производства маргарина и разработчиком технологии получения невысыхающих алкидных смол.

¶Биография

¶Ранние годы и образование

Карлтон Эллис родился в семье фермеров в небольшом городке Кейп-Винсент на севере штата Нью-Йорк. В 1896 году поступил в Корнеллский университет, где изучал химию. В 1900 году получил степень бакалавра, а в 1902 году — магистра наук. После окончания университета работал в химической лаборатории компании General Electric в Скенектади, где занимался исследованиями в области электроизоляционных материалов.

¶Карьера и изобретательская деятельность

В 1904 году Эллис переехал в Нью-Йорк и основал собственную консультационную лабораторию. В 1908 году он начал сотрудничество с компанией Procter & Gamble, для которой разработал технологию гидрогенизации растительных масел. Этот процесс позволил превращать жидкие растительные масла в твёрдые жиры, что стало основой для промышленного производства маргарина и шортенинга (кулинарного жира). В 1911 году Procter & Gamble выпустила на рынок первый гидрогенизированный жир под названием Crisco, что принесло Эллису широкую известность.

В 1910-е годы Эллис сосредоточился на исследованиях в области синтетических смол. В 1914 году он получил патент на алкидные смолы — полиэфиры, образующиеся при реакции многоатомных спиртов с многоосновными кислотами. Эти смолы обладали высокой стойкостью к воздействию воды и химических веществ, что сделало их незаменимыми в производстве лаков, красок и покрытий. В 1920-е годы Эллис основал компанию Ellis-Foster Company, занимавшуюся коммерциализацией его изобретений.

В 1930-е годы Эллис активно работал над усовершенствованием процессов крекинга нефти. Он разработал каталитические методы получения высокооктанового бензина, которые впоследствии легли в основу многих промышленных технологий нефтепереработки. Всего за свою жизнь Эллис получил 833 патента, что ставит его в один ряд с такими плодовитыми изобретателями, как Томас Эдисон (1093 патента) и Эдвин Лэнд (535 патентов).

¶Личная жизнь и смерть

Карлтон Эллис был женат на Элизабет Уилсон, в браке родилось двое детей. Он умер 13 января 1941 года в Нью-Йорке от сердечного приступа. После смерти его архив и лабораторные записи были переданы в библиотеку Корнеллского университета.

¶Основные изобретения и открытия

¶Гидрогенизация жиров

Главным достижением Эллиса в области пищевой химии стало внедрение процесса гидрогенизации растительных масел в промышленных масштабах. В 1902 году немецкий химик Вильгельм Норманн впервые получил твёрдый жир из жидкого масла с помощью водорода, но его метод был дорогим и неэффективным. Эллис усовершенствовал процесс, используя никелевые катализаторы и оптимизировав температурные режимы. В 1909 году он подал патент на «способ получения твёрдых жиров из жидких масел», который был выдан в 1911 году. Эта технология позволила производить маргарин, который по вкусу и консистенции не уступал сливочному маслу, но стоил значительно дешевле.

¶Алкидные смолы

В 1914 году Эллис запатентовал синтез алкидных смол — полимеров, получаемых из глицерина и фталевого ангидрида. Эти смолы стали основой для производства эмалей, лаков и грунтовок, используемых в автомобильной, авиационной и строительной промышленности. В отличие от природных смол (например, шеллака), алкидные смолы были устойчивы к ультрафиолетовому излучению и перепадам температур. До 1940-х годов алкидные смолы оставались доминирующим типом связующего в лакокрасочной промышленности.

¶Каталитический крекинг

В 1930-е годы Эллис разработал метод каталитического крекинга нефти с использованием алюмосиликатных катализаторов. Его технология позволяла получать бензин с октановым числом выше 80, что было критически важно для авиации. В 1935 году он подал патент на «способ получения бензина из нефти», который впоследствии был использован компанией Standard Oil. Хотя Эллис не дожил до внедрения его метода в промышленность, его работы заложили основы для современных процессов риформинга и крекинга.

¶Влияние на промышленность

¶Маргариновая индустрия

Изобретение Эллиса произвело революцию в пищевой промышленности. К 1920 году в США производилось более 200 тысяч тонн маргарина в год, а к 1940 году — более 500 тысяч тонн. Маргарин стал доступным продуктом для малообеспеченных слоёв населения, что способствовало снижению уровня голода в годы Великой депрессии. Однако в 1920-е годы молочная промышленность США лоббировала введение высоких налогов на маргарин, что ограничивало его распространение. Только в 1950 году Верховный суд США отменил эти ограничения.

¶Лакокрасочная промышленность

Алкидные смолы Эллиса стали стандартом для производства эмалей и лаков. К 1940 году более 70% всех промышленных красок в США производились на основе алкидных смол. Они использовались для окраски автомобилей Ford, самолётов Douglas и военной техники. В 1950-е годы алкидные смолы были вытеснены акриловыми и эпоксидными полимерами, но до сих пор применяются в производстве грунтовок и шпатлёвок.

¶Нефтепереработка

Работы Эллиса в области каталитического крекинга способствовали росту эффективности нефтепереработки. В 1940-е годы, после начала Второй мировой войны, его технологии были использованы для производства высокооктанового авиационного бензина, что дало союзникам преимущество в воздухе. В послевоенные годы каталитический крекинг стал основным методом получения бензина в мире.

¶Критика и споры

¶Патентные войны

Эллис был вовлечён в несколько патентных споров. В 1914 году компания Procter & Gamble подала в суд на конкурентов, обвиняя их в нарушении патента Эллиса на гидрогенизацию. Суд признал патент действительным, но в 1920 году Верховный суд США отменил это решение, сославшись на то, что метод Эллиса был слишком общим и не содержал конкретных технических деталей. Это привело к тому, что другие компании, включая Lever Brothers, начали использовать гидрогенизацию без лицензионных отчислений.

¶Влияние на здоровье

В 1990-е годы, спустя десятилетия после смерти Эллиса, были выявлены негативные последствия употребления гидрогенизированных жиров. Трансжиры, образующиеся в процессе гидрогенизации, были признаны фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний. В 2015 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) постановило, что частично гидрогенизированные масла не являются безопасными, и потребовало их удаления из продуктов питания к 2021 году. Это привело к пересмотру наследия Эллиса: его изобретение, которое когда-то считалось благом, теперь рассматривается как источник проблем со здоровьем.

¶Память

В 1941 году, после смерти Эллиса, Американское химическое общество учредило медаль имени Карлтона Эллиса, которая вручается за выдающиеся достижения в области химической технологии. В 2006 году имя Эллиса было включено в Зал славы изобретателей штата Нью-Йорк. Его лабораторные записи и патенты хранятся в библиотеке Корнеллского университета, где они используются для исследований в области истории химии.