Uwalnianie cukrów w produkcji etanolu z biomasy
Skuteczne metody wytwarzania biopaliw na potrzeby sektora transportowego to jeden z głównych filarów unijnego programu na rzecz ograniczenia zależności od paliw kopalnych oraz zmniejszenia wpływu ich spalania na globalny klimat. Biopaliwa pierwszej generacji, które wciąż stanowią źródło większości bioetanolu, uzyskiwane są z upraw spożywczych, przez co wymagają ziemi i zasobów rolnych, które można by wykorzystać do innych celów. Wytwarzanie bioetanolu z biomasy lignocelulozowej (odpadów rolnych i leśnych, takich jak resztki traw czy zrębki drewna) to tak zwana druga generacja biopaliw. Problemem w tym przypadku okazuje się jednak ekstrakcja cukrów do fermentacji ich bardzo mocno związanej ligniny. Obecnie nie ma komercyjnie działających biorafinerii. W badaniach laboratoryjnych, biochemiczna konwersja przy pomocy enzymów (hydroliza kwasowa) jest bardzo mało wydajna i trwa około dwóch dni. Finansowany ze środków UE zespół badawczy dokonał przełomowego kroku w tej dziedzinie, mimo że nie zajmował się poszukiwaniem lepszych enzymów do separacji hemicelulozy z ligniny. W ramach projektu 'Release of sugars from lignocellulosic biomass by microwave plasma' (MICROGRASS) badacze opracowali nową technikę napromieniowania mikrofalowego. Jako biomasę wybrano trawy, ze względu na to, że ich uprawa daje małym I średnim gospodarstwom rolnym możliwość wykorzystania słabych gleb, które nie nadają się do innych upraw rolnych. W pełni zautomatyzowany prototyp potwierdził, że technologia mikrofalowa pozwala na efektywną separację hemicelulozy z ligniny przed scukrzeniem (uwolnieniem nadających się do fermentacji cukrów z węglowodanów). Technika nie wymaga wstępnej obróbki biomasy, a uzyskany produkt jest wolny od kwasów I innych chemikaliów, które trzeba usuwać w przypadku konwencjonalnej konwersji biochemicznej. Proces usuwania stanowi dodatkowy etap produkcji I zwiększa zużycie energii. Nowa technika umożliwia natomiast wytwarzanie "zupy cukrowej" przy ułamku kosztów obróbki konwencjonalnej. Technologia MICROGRASS wykorzystująca trawy uprawiane na ziemiach nienadających się do uprawy innych roślin jako surowiec do produkcji biopaliw na potrzeby sektora transportowego powinna być bardzo istotna dla małych gospodarstw rolnych. Ponadto, pomaga ona w realizacji unijnych celów w zakresie energii alternatywnej I zrównoważonej, nie wchodząc w konflikt z produkcją żywności. Wreszcie, może ona przynieść istotne korzyści unijnej gospodarce jako szybka, wydajna I mniej energochłonna alternatywna dla konwencjonalnych technik przekształcania biomasy lignocelulozowej na bioetanol.
