Optymalizacja produkcji bioetanolu
Lignoceluloza, główny składnik strukturalny roślin, może być wykorzystana w produkcji etanolu jako paliwa. Pierwszy krok w tym procesie wymaga rozłożenia długich cząsteczek lignocelulozy, by uwolnić cząsteczki cukru w wyniku hydrolizy enzymatycznej. Po tym następuje fermentacja z udziałem drożdży, mająca na celu produkcję etanolu. Pomimo rozmaitych utrudnień występujących w procesie, wysoka zawartość energetyczna lignocelulozowej biomasy roślinnej skłoniła naukowców do przeprowadzenia szczegółowych badań na temat przekształcania jej w bioetanol w postaci paliwa. Głównym celem finansowanego ze środków UE projektu "Nowe udoskonalenia w dziedzinie etanolu lignocelulozowego" (NILE) była optymalizacja produkcji etanolu jako biopaliwa transportowego, przy jednoczesnym zwiększeniu opłacalności procesu. Koszt hydrolizy enzymatycznej został obniżony przez poprawę wydajności wytwarzanych przez grzyby celulaz oraz określenie etapów spowalniających w procesie. W ten sposób skonstruowano dwie odmiany enzymu CBH2, który, poza innymi zaletami, odpowiada za zwiększenie wydajności. Choć zmniejszenie kosztów okazało się mniejsze niż początkowo przewidywano, szeroko zakrojone badania w zakresie samego procesu hydrolizy zaowocowały ważnymi wynikami dla produkcji etanolu z lignocelulozy. Aby przyspieszyć proces fermentacji, naukowcy stworzyli nowe odmiany drożdży i zoptymalizowali fermentację cukrów złożonych. W ramach projektu NILE opracowano również ulepszone podejście, stanowiące połączenie jednoczesnego scukrzania i fermentacji. Wydajność nowych enzymów i szczepów drożdży została przetestowana i uznana w procesie hydrolizy za równie wysoką, jak w przypadku stosowanych obecnie enzymów komercyjnych. W celu określenia całkowitych kosztów zbadano również właściwości spalania ligniny, głównego składnika ściany komórkowej roślin. Dowiedziono, że pozostałości hydrolizy ligniny mogą służyć za alternatywę stosowanych obecnie biopaliw. Jednak wymagało to poświęcenia szczególnej uwagi produktom ubocznym powstającym w procesie spalania. Ocena społecznego i gospodarczego wpływu tej technologii wykazała, że aby produkcja etanolu z celulozy stała się opłacalna, niezbędne byłoby zoptymalizowanie łańcuchów dostaw, zintegrowanie zakładów oraz sprzyjająca sytuacja rynkowa. Pilne zapotrzebowanie na odnawialne źródła energii w połączeniu z faktem, że testy zastosowania bioetanolu w silnikach wypadły pomyślnie, czynią z tej rozwijającej się technologii atrakcyjną alternatywę dla wykorzystywanych obecnie źródeł energii.