Версия для печати
Вернуться к списку

Американские исследователи открыли новый источник сырья для производства биотоплива

Микроорганизмы были получены Малькольмом Брауном и Дэвидом Ноблсом путём ввода в цианобактерию набора генов, ответственных за производство целлюлозы, от нефотосинтезирующих бактерий Acetobacter xylinum. Они относятся к цианобактериям и помимо целлюлозы вырабатывают глюкозу и сукрозу, которые также могут быть использованы для производства этанола. По словам исследователей, их цианобактерии могут быть выращены без использования сельскохозяйственных земель, с помощью солёной воды, которая непригодна для потребления людьми или полива зерновых культур.

Новая цианобактерия использует солнечный свет как источник энергии и производит сахариды и целлюлозу. При этом все продукты жизнедеятельности бактерий могут быть собраны для дальнейшего использования без нанесения вреда микроорганизмам. В тоже время, получение целлюлозы и полисахаридов существующими промышленными способами предполагает умерщвление микроорганизмов или использование механических процессов для её выделения.

Как отмечают авторы изобретения, новые микроорганизмы производят относительно чистую целлюлозу в форме геля, которая легко может быть расщеплена до глюкозы. По словам Д. Ноблса, растительную целлюлозу трудно расщепить из-за того, что она имеет высококристаллическую структуру и содержит лигнит, образующий эту структуру, а также другие компоненты.

М. Браун считает, что их разработка поможет сократить расход сельскохозяйственных культур, используемых для производства этанола, что, в свою очередь, уменьшит нагрузку на леса.

Вообще же, по подсчётам специалистов, для полного обеспечения США биоэтанолом потребуется засеять зерновыми культурами около 2124 квадратных километров земель. А имеющиеся в настоящее время в лаборатории образцы цианобактерии будут вырабатывать такое же количество сырья на площади в два раза меньшей.

В дальнейшем учёные рассчитывают увеличить продуктивность бактерий, что позволит использовать только 35% от площади, необходимой для засева зерновыми культурами, отмечает Compulenta со ссылкой на сайт Университета штата Техас в Остине.

Напомним, в начале апреля в США уже было объявлено о технологическом прорыве в деле создания «зеленого бензина», производимого из растительного сырья. Университет Массачусетса в Амхерсте (University of Massachusetts-Amherst) сообщил о разработке прямой переработки целлюлозы в основные компоненты автомобильного бензина.

Одновременно Университет Висконсина в Мэдисоне (University of Wisconsin-Madison) сообщил, что создан прямой процесс превращения растительного сырья в авиационное топливо (ранее та же группа исследователей создала многоступенчатый процесс такого рода, ныне эта технология значительно упрощена — весь химический процесс занимает буквально несколько минут).

Эти открытия делают возможным начало массового производства «зеленого бензина», однако в обоих случаях ученые подчеркивают, что этот процесс займет не менее 5 — 10 лет.

Тем не менее, эти разработки потенциально делают возможным отказ от термина «биотопливо», поскольку выработанный из растительного сырья бензин никоим образом не будет отличаться от обычного и не потребует модернизации моторов и нефтяной инфраструктуры.

Ранее нидерландские специалисты из сельскохозяйственного университета города Вахенинген (Wageningen) сообщили об открытии способа получения топлива для автомобилей из соломы. Ученые этого университета придумали технологию, согласно которой солома нагревается до высокой температуры и к ней добавляются специальные ферменты, благодаря чему образуются сахара. При помощи бактерий эти сахара превращаются в этанол, который можно использовать в качестве автомобильного топлива.

При этом около трети объема соломы идет в отходы, которые, сгорая, дают энергию, необходимую для получения сахаров из остальных двух третей. К тому же, образуются излишки энергии, которую можно применять в других целях, например, для выработки электричества.

Переработки около пяти тонн соломы хватит одной автомашине на год езды, отмечают ученые. По их словам, получаемые из соломы сахара при помощи микроорганизмов можно также превращать в молочную кислоту, которая используется для производства саморазрушающейся в природе пластмассы, не наносящей ущерба окружающей среде.

А шотландские учёные разрабатывают технологию изготовления биоэтанола из виски. Профессор Граэм Волкер (Graeme Walker) предположил, что как только разработка технологии будет завершена, она может быть взята на вооружение предприятиями по производству алкоголя. При этом ученые не говорят, на каком этапе находятся их исследования.

Биоэтанол представляет собой этиловый спирт (этанол), получаемый в процессе ферментативного брожения растительного сырья, и используется в качестве экологически чистого топлива.

В большинстве стран биоэтанол производят из зерновых культур (кукурузы, пшеницы и других), хотя существующие на сегодняшний день технологии позволяют использовать и другие виды растительного сырья с высоким содержанием сахара (картофель, сахарную свеклу, сахарный тростник).

Топливные смеси, содержащие биоэтанол, уже успешно применяются в различных типах автомобильных двигателей. Преимуществами такого топлива перед обычным бензином является, в частности, его экологичность, так как добавление этанола снижает количество вредных выбросов. Кроме того, биотопливо имеет более высокое октановое число, что дает возможность увеличения мощности двигателя.