211service.com
Baktērijas ražo dīzeļdegvielu no biomasas
Inženierijas baktērijas ir atkārtoti savienotas ar ģenētisko iekārtu, kas nepieciešama, lai celulozi pārvērstu par virkni ķīmisku vielu, tostarp dīzeļdegvielu. Baktērijas, ko izstrādājis uzņēmums South San Francisco LS9 sadarbībā ar pētniekiem Kalifornijas Universitātē Bērklijā izveidot nepieciešamos fermentus katrā sintēzes ceļa posmā un var pārvērst biomasu degvielā bez papildu apstrādes. LS9 ir demonstrējis baktērijas izmēģinājuma mēroga reaktoros un plāno šo procesu mērogot līdz komerciālam līmenim vēlāk šogad.
Baktēriju jauda: Šajā mikroskopiskajā attēlā esošās E. coli baktērijas izdala dīzeļdegvielas pilienus. Baktērijas ir mazi tumši stieņi, kas sagrupēti attēla augšējos stūros un apakšā.
Džejs Kīslings , ķīmijas inženierijas un bioinženierijas profesors UC Berkeley un viens no LS9 dibinātājiem, kā arī zinātnieki LS9 ziņo inženierzinātnēs E. coli baktērijas, lai sintezētu un izdalītu enzīmu hemicelulāzi, kas sadala celulozi cukuros. Pēc tam baktērijas var pārvērst šos cukurus dažādās ķīmiskās vielās, tostarp dīzeļdegvielā. Baktērijas izvada galaproduktus un pēc tam uzpeld fermentācijas tvertnes augšpusē, pirms tie tiek izvadīti.
Izmantojot šīs metodes, no biomasas ir iespējams izveidot dažādu degvielu klāstu, taču LS9 pagaidām koncentrējas uz dīzeļdegvielu, nevis uz benzīnam līdzīgu degvielu. Stīvens del Kārdairs , uzņēmuma pētniecības un attīstības viceprezidents. Dīzeļdegvielas specifikācijas ir vieglāk izpildāmas, un dīzeļdegvielas tirgus pieaug par 2–4 procentiem gadā, savukārt benzīna tirgus ir nemainīgs. Pagājušā gada maijā LS9 sadarbojās ar Procter & Gamble, lai izstrādātu degvielu, kā arī plaša patēriņa ķīmiskās vielas.
LS9 centieni ir daļa no pieaugošajiem bioinženieru centieniem samazināt biodegvielas izmaksas, attīstot mikrobus, kas var pārvērst biomasu, piemēram, zāli un lauksaimniecības atkritumus, degvielā bez papildu apstrādes, kam būtu nepieciešami dārgi katalizatori un augsta temperatūra. Mikrobi parasti var pabeigt tikai daļu no konversijas, un ir nepieciešama pēcapstrāde, lai pārveidotu mikrobu ražotos ķīmiskos prekursorus. Jaunizveidotais E. coli ir unikāls transportlīdzeklis, kas to visu var paveikt uzreiz, nodrošinot ļoti efektīvu procesu, lai ražotu produktus, kas jau ir tirgū, saka Deivids Berijs , Flagship Ventures partneris, kas līdzdibināja LS9.
LS9 process ir balstīts uz E. coli baktēriju vielmaiņas mehānisms cukuru pārvēršanai taukskābēs, ko tās pēc tam izmanto citu molekulu veidošanai. Priekšrocība, strādājot ar E. coli ir tas, ka organisms, molekulārās bioloģijas darba zirgs, ir labi zināms un viegli audzējams, saka Kīslings. Un baktērijas taukskābju ceļš ir efektīvāks, pārvēršot izejvielas degvielā, nekā vielmaiņas ceļi, ko izmanto citi sintētiskās bioloģijas uzņēmumi.
Taukskābes ir liela molekulu klase, kas var būt pamats daudzām ķimikālijām un degvielām, kuras parasti iegūst no naftas. Šie vielmaiņas ceļi ir sarežģīti tīkli, un, lai tos izmantotu, bija jāmaina vairāki baktērijas esošie gēni, kā arī jāpievieno jauni. Pēc gadiem ilgas inženierijas, saka Kīslings, mēs varam iegūt molekulu, kuru mēs īpaši vēlamies.
Del Kardeirs saka, ka LS9 ir pārbaudījis dīzeļdegvielas ražošanas procesu savā 1000 litru izmēģinājuma mēroga rūpnīcā Sanfrancisko dienvidos, izmantojot cukurniedres kā izejvielu. Uzņēmums šogad mērogos procesu līdz komerciālam līmenim 75 000 litru rūpnīcā.
LS9 nav vienīgais uzņēmums, kas cukurniedres pārvērš dīzeļdegvielā: pagājušajā gadā vēl viens sintētiskās bioloģijas uzņēmums, ko dibināja Kīslings, Amyris Biotechnologies Emerivilā, Kalifornijā, atvēra demonstrācijas rūpnīcu Kampinisā, Brazīlijā. Amyris process ir balstīts uz raugu, kas izstrādāts, lai pārvērstu cukurus ogļūdeņraža degvielas prekursoros. Del Kardeirs saka, ka LS9 var atvērt rūpnīcu arī Brazīlijā, taču, tā kā jaunās baktērijas var pārvērst celulozi, ne tikai cukuru, uzņēmums nav saistīts ar cukurniedrēm vai citām izejvielām.
Džims Kolinss Bostonas Universitātes biomedicīnas inženierijas profesors saka, ka tagad jautājums ir par to, vai LS9 process būs rentabls plašā mērogā. Pārejot no 10 galonu uz tūkstošiem galonu, bioloģija mainās, un analīzes, kas labi darbojās laboratorijā, vairs nedarbojas, atzīmē Kolinss, jo mainās mikrobu vide. Interesants jautājums nākamajos gados ir par to, kurš uzņēmums var iegūt pietiekami augstu ienesīgumu un uzlabot procesus, lai samazinātu izmaksas, saka Kolinss.