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Produzione di bioetanolo con enzimi termofili

È stato sviluppato un metodo economico e sostenibile per la produzione di etanolo usando scarti lignocellulosici e colture dedicate. Le nuove tecnologie si sono concentrate sul pretrattamento e sugli enzimi responsabili dell'idrolisi.

Energia

Il progetto TIME si è concentrato sul miglioramento dell'efficienza della conversione di lignocellulose, materiale vegetale contenente cellulosa e lignina, in etanolo. Sono state sviluppate nuove tecniche per il pretrattamento e l'idrolisi da enzimi. Queste fasi erano responsabili del 50% degli attuali costi di produzione. Pertanto, TIME aveva lo scopo di aumentare la resa di etanolo riducendo la quantità di energia consumata durante il processo di produzione. Ciò è stato ottenuto con la tecnologia di idrolisi e fermentazione a elevata densità e con l'uso di ceppi di lievito tolleranti al calore. Il progetto TIME ha sviluppato una tecnologia integrata di conversione ad alte temperature che utilizza gli enzimi termofili, che amano il calore, e che ha migliorato l'accessibilità dei substrati. La prima fase richiedeva la preidrolisi, o liquefazione, ad alte temperature seguita da una completa idrolisi a temperature inferiori. Gli enzimi necessari per entrambe le fasi sono stati identificati e valutati. I risultati hanno indicato che una fase ad alta temperatura separata per la liquefazione del materiale all'inizio del processo era realistica. Per ottenere i migliori risultati è stata usata una serie completa di enzimi termofili nella fase di preidrolisi. Ciò ha reso possibile la sostituzione della miscela commerciale convenzionale nella fase delle prime 24 ore di un processo a due fasi. La miscela è stata sostituita da una miscela artificiale di cellulasi, che ha fornito un elevato rendimento dell'idrolisi senza un aumento corrispondente della dose totale di proteine. I risultati del progetto hanno fornito la base per lo sviluppo di prodotti enzimatici potenziati che potrebbero rimanere stabili ad alte temperature in un intervallo di 55-60°C. Gli enzimi attualmente disponibili in commercio sono stabili a 45-50°C. Un tale miglioramento implica un minor bisogno di proteine per l'idrolisi del substrato lignocellulosico. Ciò ha portato a sua volta a un risparmio di tempo e denaro.

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