Proces inspirowany naturą pozwala przekształcać biomasę w zielone chemikalia
Wykorzystanie odnawialnych, naturalnych składników do tworzenia przedmiotów codziennego użytku, takich jak żywność, perfumy i produkty higieniczne, nie tylko pomaga zmniejszyć emisję dwutlenku węgla i ilość odpadów, ale także otwiera nowe rynki i łańcuchy wartości w biogospodarce. Taki był też cel finansowanego przez UE projektu AFTERBIOCHEM(odnośnik otworzy się w nowym oknie): przekształcenie biomasy niespożywczej w szereg ekologicznych produktów poprzez połączenie naturalnych i chemicznych procesów beztlenowej fermentacji wsadowej i estryfikacji. Oprócz opracowania wyjątkowego i zoptymalizowanego systemu fermentacji, w projekcie udało się otworzyć pierwszą tego rodzaju zintegrowaną biorafinerię w Carling Saint-Avold we Francji, również przy wsparciu Wspólnego Przedsięwzięcia na rzecz Biotechnologicznej Europy Opartej na Obiegu Zamkniętym(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Korzystając z autorskiej technologii fermentacji AFYREN, która wykorzystuje naturalne mikroorganizmy, możemy produkować rodzinę siedmiu różnych kwasów karboksylowych zawierających od dwóch do sześciu atomów węgla na skalę przemysłową i w wysokiej jakości”, mówi Jérémy Pessiot, współzałożyciel, dyrektor zarządzający i dyrektor techniczny w AFYREN(odnośnik otworzy się w nowym oknie), firmie zajmującej się zieloną chemią i odpowiedzialnej za koordynację projektu AFTERBIOCHEM.
Naturalny proces o przemysłowym potencjale
Technikę fermentacji opracowaną w tym projekcie odróżniają od istniejących metod biorafinerii trzy cechy. Po pierwsze, przetwarza ona bezpośrednio produkty uboczne z biomasy bez konieczności obróbki wstępnej, co zmniejsza koszty operacyjne i złożoność procesu. Po drugie, technika ta wykorzystuje niemodyfikowane genetycznie mikroorganizmy. Po trzecie, proces prowadzi do miksogenezy, przekształcając pulpę buraczaną, melasę i podobne produkty uboczne rolnictwa w siedem cennych kwasów pochodzenia biologicznego poprzez skonsolidowaną fermentację. Usprawnia to produkcję i zwiększa efektywność. Metoda produkcji AFTERBIOCHEM jest zgodna z zasadą zerowej ilości odpadów, zgodnie z którą woda jest całkowicie poddawana recyklingowi, a jedynym produktem ubocznym jest bogaty w potas nawóz odpowiedni dla rolnictwa ekologicznego. Powoduje to powrót składników odżywczych do gleby i domknięcie cyklu rolniczego. Ponadto podejście to opiera się na zasadach zielonej chemii, co minimalizuje oddziaływanie na środowisko. „Zainspirowany naturą i całkowicie biomimetyczny proces odtwarza na skalę przemysłową fermentację, która działa od milionów lat w naturalnych ekosystemach i na której opierają się procesy takie jak fermentacja beztlenowa, wykorzystywane obecnie do produkcji energii”, wyjaśnia Pessiot.
Tworzenie biogospodarki o obiegu zamkniętym
Biorafineria rozpoczęła produkcję przemysłową w 2024 r., co umożliwiło sprzedaż kilkudziesięciu ton biokwasów karboksylowych, przy czym nie osiągnięto jeszcze pełnych mocy produkcyjnych. Produkty te trafiają na różne rynki, w tym żywności, pasz dla zwierząt, smaków i zapachów, nauk przyrodniczych, materiałoznawstwa i środków smarnych. Kwasy karboksylowe wykazują znaczny potencjał komercyjny. Według Straits Research(odnośnik otworzy się w nowym oknie) wartość rynku w 2024 r. wyniosła ponad 18 mld USD i przewiduje się, że osiągnie 30 mld USD do 2033 r. Sukces projektu AFTERBIOCHEM nie ogranicza się do osiągnięć technicznych i dotyczy także wspierania rozwoju gospodarczego. Dzięki projektowi powstało 80 bezpośrednich miejsc pracy w biorafinerii we francuskim regionie Grand Est borykającym się z trudnościami ekonomicznymi związanymi z restrukturyzacją przemysłu. Dodatkowo powstało około 240 pośrednich miejsc pracy. Dzięki temu, że biorafineria znajduje się w pobliżu źródeł surowców, projekt pomaga tworzyć lokalne miejsca pracy, wspierając aktywność gospodarczą na obszarach wiejskich. W przyszłość opracowaną w projekcie technikę będzie można rozwinąć. „W dłuższej perspektywie naszym celem jest zbudowanie kilku fabryk na świecie oraz przekształcenie się w średniej wielkości firmę przemysłową”, mówi Pessiot. Projekt AFTERBIOCHEM pokazuje, że innowacyjna biotechnologia może jednocześnie pomaga w walce z problemami środowiskowymi, tworzyć możliwości gospodarcze i przyczyniać się do realizacji europejskiego planu działania dotyczącego gospodarki o obiegu zamkniętym(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
