Научно-исследовательская группа университета Калифорнии, Риверсайд представила новую технологию снижения энзимов, необходимых для ферментации сырья при производстве биотоплива.
Совместные исследования, проведённые Научным центром биоэнергетики, Колледжем инженерного факультета химической и экологической инженерии и Центром экологических исследований и технологий, показали что разработанный процесс, получивший название "сорастворительное расширенное фракционирование лигноцеллюлозы" может на 90% сократить количество энзимов, участвующих в процессе переработки лигноцеллюлозной биомассы в биотопливо.
Центр биоэнергетических наук является подразделением министерства энергетики США и сосредоточен на развитии технологий, позволяющих снизить себестоимость производства биотоплива. Профессор Чарльз Виман, представитель компании Ford Motor Co., принимавшей участие в исследовании, заявил, что группа добилась прорыва и альтернативное топливо станет прямым конкурентом нефтепродуктам, несмотря на падение нефтяных котировок.
В ходе исследования г-н Виман и его коллеги остановились на процессе переработки несъедобных растительных отходов, так называемой лигноцеллюлозы в жидкое биотопливо. На данный момент стоимость такого сырья составляет 60 долларов США за тонну. В ходе переработки целлюлоза, лигнин и гемицеллюлоза разлагаются в сахара, впоследствии ферментируемые собственно в топливо. Основной проблемой является тот факт, что структура биомассы затрудняет процесс разложения и требует предварительных процедур, таких как использование высокой температуры и химикатов. Тем не менее, остающийся после этих процедур лигнин затрудняет доступ энзимов к гемицеллюлозе и целлюлозе, тем самым затрудняя и повышая стоимость процесса.
Но г-н Виман решил и эту проблему. При использовании традиционного метода разбавление кислотами, добавление в биомассу двух миллиграмм энзимов даёт 70% от максимального объёма сахара, а добавление 15 миллиграмм даёт 85% выработки. А при использовании метода сорастворительного расширенного фракционирования лигноцеллюлозы объём выработки сахара составляет 95% вне зависимости от того, какое количество энзимов было добавлено. Единственная разница заключается в скорости процесса, занимающего на данный момент 14 дней. Теперь же он длится 5 дней при условии добавления 5 миллиграмм энзимов и 2 дня при условии добавления 15 миллиграмм энзимов. К тому же, эта технология позволяет разлагать солому и даже древесную биомассу, в отличие от традиционных технологий, предполагающих сжигание лигниновых отходов, что является невостребованным. В то же время, лигнин может стать ценным источником химикатов.
Мр. Виман, работающий в сфере биотоплива более 30 лет, заявил, что это открытие является очень важным моментом в процессе сокращения расходов и модернизации производства биотоплива из лигноцеллюлозной биомассы, а понимание механизмов, отвечающих за достижение подобных результатов, предоставляет новые возможности производителям.
Сами исследования стали возможными благодаря поддержке Фонда национальной науки США и его грантовым программам. Патент на процесс оформлен на всех соавторов, в число которых входит и компания CogniTek, Нортбрук, штат Иллинойс, ставшая соучредителем фирмы MG Fuels, должной организовать коммерческое применение технологии.
