Ученые из Львова создали инновационную технологию производства биотоплива из соломы и древесных опилок. Новый подход позволяет эффективно перерабатывать сельскохозяйственные отходы в возобновляемый источник энергии, что может значительно снизить зависимость от ископаемых видов топлива. Разработка направлена на улучшение экологической ситуации и повышение энергетической безопасности региона.
Ученые повысили производство этанола из соломы более чем в 30 раз с помощью дрожжей
Специалисты Института биологии клетки НАН Украины во Львове разрабатывают технологию, позволяющую получать биотопливо из непищевого сырья, такого как солома. Однако для того, чтобы технология могла быть внедрена в промышленность, она нуждается в дальнейшей доработке.
Директор института Константин Дмитрук рассказал, что новая технология создает возможность производить биотопливо из сельскохозяйственных и деревообрабатывающих отходов, не конкурируя с пищевой промышленностью.
Процесс получения этанола начинается с измельчения сырья и его предварительной обработки кислотами или щелочами, часто при повышенной температуре или давлении. Затем с помощью грибных ферментов целлюлоза и гемицеллюлоза расщепляются до простых сахаров, которые дрожжи преобразуют в этанол.
Для экономической эффективности важно сбраживать не только глюкозу, но и ксилозу — сахар, содержащийся в гемицеллюлозе.
В этом процессе исследователи используют дрожжи Ogataea polymorpha. Эти дрожжи способны сбраживать как глюкозу, так и ксилозу, а также осуществляют алкогольную ферментацию при температурах 45-48 градусов. Эта термотолерантность позволяет одновременно проводить ферментативный гидролиз и алкогольную ферментацию.
Однако изначально эффективность сбраживания ксилозы была низкой. Ученые внесли изменения в геном дрожжей, что позволило увеличить производство этанола из ксилозы более чем в 30 раз. Они внедрили необходимые гены и модифицировали транспортер глюкозы, чтобы он мог переносить ксилозу в клетку.
Тем не менее, Дмитрук отметил, что технология еще не готова для промышленного применения. Одна из проблем заключается в токсичных соединениях, образующихся при предварительной обработке сырья, которые подавляют жизнедеятельность дрожжей. Ученые работают над повышением устойчивости дрожжей к этим соединениям.
Кроме того, для проверки всей технологии, включая подготовку сырья и дистилляцию этанола, необходимы пилотные установки.
Дмитрук также подчеркнул, что для получения этанола из соломы требуются дорогостоящие ферменты и предварительная обработка сырья, что может сделать этот процесс менее выгодным по сравнению с производством из сахара или крахмала. Однако главная выгода заключается в использовании непродовольственного сырья, что позволяет избежать конкуренции с пищевой продукцией.
В настоящее время этанол в основном производится из сырья, пригодного для пищевых нужд, таких как кукуруза и сахарный тростник, поэтому разработка технологии использования соломы или опилок выглядит перспективной.
Вам также может понравиться
