Bioproces przetwarza metan w ekologiczny surowiec
Materiały opakowaniowe wykonane z polimerów opartych na surowcach petrochemicznych są trudne do skutecznej utylizacji. „W zależności od rodzaju polimeru, rozkład może trwać dziesiątki, setki, a nawet tysiące lat”, wyjaśnia Paweł Stępniewski, członek zespołu projektu Methanotrophy z polskiej spółki Microbic(odnośnik otworzy się w nowym oknie). W związku z tym problemem przemysł analizuje możliwości wykorzystania biopolimerów pochodzenia naturalnego. W przeciwieństwie do swoich syntetycznych odpowiedników, ulegają łatwemu rozkładowi przez mikroorganizmy w glebie do związków takich jak dwutlenek węgla i woda. Ciekawym przykładem takiego polimeru jest poli-3-hydroksymaślan(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (PHB) - biopolimer, który znalazł już szerokie zastosowanie w przemyśle, medycynie i farmacji.
Przetwarzanie metanu w ekologiczne produkty wysokiej jakości
Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej i podmiotów przemysłowych projektu Methanotrophy postawił sobie za cel komercjalizację innowacyjnej techniki, która może pomóc w przetwarzaniu metanu odpadowego w ekologiczne produkty wysokiej jakości, w tym w PHB. W skali wieku metan charakteryzuje się 28-krotnie większym potencjałem wywoływania globalnego ocieplenia niż dwutlenek węgla, natomiast w skali 20 lat ma 84-krotnie silniejsze oddziaływanie. Nowatorska biotechnologia opiera się na metanotrofach(odnośnik otworzy się w nowym oknie) – bakteriach, które wykorzystują metan jako główne źródło węgla i energii. „Istotną cechą odróżniającą metanotrofy od innych bakterii jest ich zdolność do utleniania metanu do metanolu(odnośnik otworzy się w nowym oknie) jako produktu pośredniego” wyjaśnia Stępniewski. „Wiele dotychczasowych badań skupiało się na tych bakteriach ze względu na ich potencjał w zakresie obróbki metanu. Nasze badania nad bakteriami metanotroficznymi, które trwały kilka lat, doprowadziły do nowych odkryć dotyczących ich aktywności”. Jednym z najważniejszych celów projektu Methanotrophy było sprawdzenie, czy niektóre kultury bakterii metanotroficznych mogą być wykorzystywane jako biofiltry zdolne do pochłaniania metanu i produkcji PHB na skalę przemysłową. Takie rozwiązanie może przyczynić się do ograniczenia emisji metanu i produkcji cennego, biodegradowalnego surowca. „Nasz projekt miał na celu wsparcie zakrojonych na wiele lat badań prowadzonych przez współzałożycielkę spółki Microbic, Zofii Stępniewskiej, a także weryfikację założeń technologii i modelu biznesowego, nad którym pracujemy”, mówi Stępniewski. „Dzięki projektowi byliśmy także w stanie zbudować bioreaktor dla bakterii metanotroficznych, który pozwala między innymi na wytwarzanie PHB”.
Sprawna hodowla bakterii metanotroficznych
Zakup bioreaktora umożliwił zespołowi odpowiedzialnemu za realizację projektu hodowlę bakterii metanotroficznych i kontrolowanie warunków produkcji. Testy i analizy związane z hodowlą bakterii metanotroficznych w bioreaktorze znacznie poszerzyły wiedze na temat skutecznej produkcji PHB, a także wskazały rodzaje bakterii metanotroficznych, które są wymagane w tym celu. „Odkryliśmy, że bakterie metanotroficzne doskonale namnażają się w określonych warunkach i skutecznie pochłaniają metan”, dodaje Stępniewski. „Prace te udało nam się przeprowadzić dzięki pozyskanym środkom i wysokiej jakości realizowanych badań”. Zespół zajął się także analizą potencjalnych potrzeb klientów dotyczących PHB, dostępnych technologii produkcji oraz wielkości rynku. W ramach tych prac powstały biznesplany dalszego rozwoju spółki spin-off i podjęcia kroków w kierunku komercjalizacji technologii. Realizacja projektu została sfinansowana w ramach programu Women TechEU(odnośnik otworzy się w nowym oknie), który wspiera wczesny etap rozwoju start-upów technologicznych prowadzonych przez kobiety.
Potencjał do zastosowania w medycynie i świecie technologii
Dalsze prace obejmą optymalizację ekstrakcji i granulacji PHB. Działania te będą miały kluczowe znaczenie z punktu widzenia komercjalizacji technologii. „Udało nam się wykazać, że bakterie metanotroficzne mogą być wykorzystywane w celu utylizacji metanu odpadowego”, zauważa Stępniewski. „Osiągnięcie rentowności będzie jednak wymagało przeprowadzenia dodatkowych badań. Musimy przeanalizować wartość środowiskową biotworzyw, w tym PHB, a także ich biodegradowalność. Dodatkowo musimy także dokładniej przyjrzeć się potencjalnym zastosowaniom tego surowca w medycynie i technologii”.
