2th Generation Ethanol: selluloosan muuntaminen sokereiksi


Jaa tämä artikkeli kavereillesi:

Siirtyminen selluloosasta pieniin molekyyleihin sokereita

Mühlheim-sur-la-Ruhrin Max Planckin hiilentutkimuslaitoksen (MPI-KoFo) tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen menetelmän selluloosan leikkaamiseksi suhteellisen helposti elementteihinsä, sokereihin. Tämä voisi avata oven raaka-aineiden ja biopolttoaineiden tuotannosta puusta tai kasvihedelmistä peräisin olevasta biomassasta ilman kilpailua elintarvikkeiden kanssa.



Selluloosa, joka on maan yleisin orgaaninen molekyyli, on kasvisolujen tärkein komponentti. Koska se on erityisen vakaa, alan vaikea hajottaa sen peruskomponentit. Suuri määrä energiaa jätettiin käyttämättä.

MPI-KoFon Roberto Rinaldi, Regina Palkovits ja Ferdi Schüth ovat nyt voittaneet tämän esteen käyttäen kiinteää happokatalyyttiä ja ioniväliainetta. Kehitetty prosessi jakaa selektiivisesti pitkien selluloosaketjujen pieniksi paloiksi muutamassa tunnissa. Lisäksi on etu, että harvoilla sivutuotteilla esiintyy, mikä pienentää komplikaatioiden riskiä hoidon aikana. Katalyytti voidaan ottaa talteen ja käyttää uudelleen reaktion lopussa.

Ensimmäisessä vaiheessa tutkijat asettavat selluloosamolekyylin ioniseen liuokseen. Se on suola, nestemäinen huoneen lämpötilassa, joka sisältää positiivisesti ja negatiivisesti varautuneita elementtejä. "Tämä vaihe tekee pitkien selluloosaketjujen saatavuudesta seuraaville kemiallisille reaktioille, ja selluloosaa voidaan hyökätä kiinteiden katalyyttien avulla", Schüth selittää.

MPI-KoFo-tiimi on tällä välin määritellyt, mitä ominaisuuksia katalysaattorilla pitäisi olla selluloosan pilkkoon. Materiaalin on oltava hapan, toisin sanoen annetaan H + -protonit. Sillä on myös oltava suuri pinta ja oikean kokoiset huokoset, koska ioniliuokseen liuotettu selluloosa on erittäin viskoosista, mikä vaikeuttaa ketjujen kuljetusta katalyyttiin. "Olemme havainneet, että kemiallisesti muunnettu hartsi soveltuu erityisen hyvin sokerisidottuneen selluloosan pilkkomiseen", Schüth sanoo.

Veden lisäämällä näin lyhentyneet sokerit ketjutetaan pohjaan, joten on helppo erottaa ne liuoksesta. Tutkijat suodattavat sitten liuoksen ja palauttavat katalyytin. "Jotta voidaan saavuttaa lopulta selluloosan pienimmätkin ainesosat, tarvitaan lisävaihe esimerkiksi entsyymien käytön kautta". Nämä leikkaavat lyhyitä ketjuja eristettyihin sokerimolekyyleihin. Tämä "purkamisen" prosessi - selluloosasta glukoosimolekyyleihin - kutsutaan depolymeroinniksi.

Uuden menetelmän avulla voidaan muun muassa leikata erittäin stabiileja kasvinosia, kuten mikrokiteistä selluloosaa tai jopa puuta. "Voimme sanoa, että tämän menetelmän ansiosta puun purkaminen sokereiksi on mahdollista", toteaa F. Schüth.

Tämä selluloosan käsittely avaa monia sovelluksia. Näin saadut sokerimolekyylit voitaisiin altistaa alkoholipitoiselle käymiselle ja sen jälkeen tuotettu etanoli biopolttoaineena kilpailematta elintarvikkeita. Puun tai oljen jäännökset voisivat toimia perusmateriaalina. Tärkeää kehitystyötä on vielä tehtävä ennen tämän menetelmän käyttöä laajamittaisesti. Ioniset liuokset ovat erityisen kalliita, mikä vaatii niiden uudelleenkäyttöä tuotantosyklissä ja siten kierrätystekniikan kehittämisestä.

Ferdi Schuth - Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr - puh: + 49 208 306 2373 - sähköposti: schueth@mpi-muehlheim.mpg.de

Lähde: BE Saksa


Facebook-kommentit

Jätä kommentti

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *