Verso una più efficiente produzione del bioetanolo
L'UE è all'avanguardia nello sviluppo e nell'adozione di tecnologie che utilizzano biomasse lignocellulosiche per la produzione di carburante. La principale barriera a una più ampia diffusione di tali carburanti sono gli elevati costi associati all'utilizzo degli enzimi per la conversione degli zuccheri di colture come il mais, per la produzione di etanolo. Per risolvere questo problema, gli scienziati hanno dato vita al progetto HYPE ("High efficiency consolidated bioprocess technology for lignocellulose ethanol"), finanziato dall'UE. Sono stati studiati miglioramenti e consolidamenti ali processi per ridurre l'utilizzo di enzimi e il consumo di energia. La ricerca riguardava enzimi capaci di fornire più elevati risultati in pentosi (zuccheri a 5 atomi di carbonio) ed esosi (zuccheri a 6 atomi di carbonio) dalla biomassa e più efficienti processi di idrolisi e fermentazione. Come oggetto dello studio si è scelta la paglia, un importante e largamente disponibile foraggio che non compete con la produzione di cibo. I ricercatori hanno sviluppato un metodo di pretrattamento che utilizza solo vapore, produce pochi prodotti collaterali di degradazione e fornisce una miscela di carboidrati particolarmente adatta al successivo passaggio di idrolisi. Varie tecniche hanno permesso lo screening e la caratterizzazione di enzimi indicati per la liquefazione di biomasse viscose (basso contenuto di acqua, elevato contenuto di biomassa). I sistemi diluiti convenzionali non sono economicamente vantaggiosi ma erano in passato necessari a causa di problemi di processabilità, dell'inefficienza degli enzimi e dell'accumulo di prodotti secondari di degradazione. Il team ha quindi ottimizzato le condizioni per la saccarizzazione e fermentazione simultanea (SSF, Simultaneous Saccharification and Fermentation) in modo da ridurre l'utilizzo di enzimi attraverso condizioni operative appropriate, recupero e riciclaggio. Per finire, il team ha integrato SSF e recupero del prodotto mediante un nuovo processo di distillazione basato sulla ricompressione meccanica del vapore (MVR, Mechanical Vapour Recompression). Questa tecnica riduce sensibilmente il consumo di energia e gli associati costi di produzione. Un impianto dimostrativo sta attualmente implementando il processo integrato o consolidato sviluppato durante il progetto HYPE con un aumento atteso nella resa di etanolo di circa il 50 %. Nel più recente processo consolidato, lo stesso organismo (i produttori degli enzimi) idrolizza la biomassa e fermenta gli zuccheri che ne risultano. Sino ad allora, l'impressionante aumento nella produzione di etanolo atteso dalle innovazioni di HYPE dovrebbe essere più che sufficiente per propiziare una trasformazione nei trasporti.