Біопаливо із соломи та тирси: львівські науковці розробили технологію
Ілюстративне фото (колаж: РБК-Україна)
Науковці Інституту біології клітини НАН України у Львові працюють над технологією, яка дає змогу отримувати біопаливо з нехарчової сировини, зокрема соломи. Проте для промислового використання розробка ще потребує значного доопрацювання.
Про це в інтерв’ю РБК-Україна розповів директор Інституту біології клітини НАН України Костянтин Дмитрук.
Як отримують етанол із соломи
Технологія дає змогу виробляти біопаливо з відходів сільського господарства та деревообробної промисловості. Виробництво не конкурує за сировину з харчовою промисловістю, оскільки для цього використовується нехарчова сировина.
Як пояснив Дмитрук, процес отримання етанолу із соломи складається з кількох етапів. На першому - сировину подрібнюють та попередньо обробляють кислотами або лугами. Часто це відбувається за підвищеної температури або тиску. Після цього грибні ферменти розщеплюють целюлозу й геміцелюлозу до простих цукрів, які дріжджі перетворюють на етанол.
Щоб процес був економічно вигідним, важливо ефективно зброджувати не лише глюкозу, а й ксилозу - цукор, що міститься в геміцелюлозі.
Як науковці вдосконалили дріжджі
Для виробництва етанолу дослідники використовують дріжджі Ogataea polymorpha. На відміну від класичних спиртових дріжджів, вони можуть зброджувати не лише глюкозу, а й ксилозу та здійснювати алкогольну ферментацію за температури 45-48 градусів.
Така термотолерантність дає змогу поєднати ферментативний гідроліз рослинної сировини, який відбувається за підвищеної температури, з алкогольною ферментацією в одному технологічному процесі.
Водночас природна здатність цих дріжджів зброджувати ксилозу була недостатньо ефективною. Науковці вдосконалили дріжджі й більш ніж у 30 разів підвищили продукцію етанолу з ксилози.
Для цього вони ввели відповідні гени, змінили регуляцію їхньої експресії та модифікували транспортер глюкози, щоб він ефективно переносив у клітину не лише глюкозу, а й ксилозу.
Чому технологію ще не використовують у промисловості
За словами Дмитрука, розробка поки далека від промислового використання та потребує значного доопрацювання.
Одна з невирішених проблем - токсичні сполуки, які утворюються під час попередньої обробки сировини. У процесі обробки соломи кислотами вивільняються речовини, що пригнічують життєдіяльність дріжджів. Тому науковці працюють над підвищенням стійкості дріжджів до цих сполук.
Також потрібні пілотні установки, на яких можна буде перевірити весь процес виробництва - від підготовки сировини до отримання етанолу шляхом дистиляції.
Дмитрук зазначив, що для виробництва етанолу із соломи чи тирси необхідно попередньо обробляти нехарчову сировину та використовувати дорогі ферменти для вивільнення цукрів. Через це він навряд буде дешевшим ніж той, який виробляють із цукру або крохмалю.
Водночас перевага технології полягає у можливості використовувати для виробництва біопалива нехарчову сировину.
Зараз етанол отримують із сировини, яку також можна використовувати для харчових потреб: кукурудзи, пшениці та інших зернових культур, а також цукрової тростини та цукрових буряків. Водночас виробництво із соломи або тирси є перспективним з погляду уникнення конкуренції за харчову сировину.
Раніше РБК-Україна розповідало, як вирощування енергетичної верби на Волині допомагає громадам економити на опаленні.
Також ми писали, що з 1 липня в Україні запровадили стандарт бензину Е10 із вмістом до 10% біоетанолу. Експерти запевняють, що пальне залишається цілком безпечним для автомобілів.
