Ett steg mot en mer hållbar biobaserad ekonomi har fått ett nytt lyft av forskare som har kunnat förenkla en process för att omvandla avfallsmaterial till kemikalier med hög värde.

Ett samarbete mellan Storbritannien och Brasilien har visat att avfallssockerrör och vetestrå från jordbruksprocesser direkt kan göras till värdefulla kemikalier med en värdeökning på 5000 gånger.

Till skillnad från fossila bränslen, biobränslen är förnybara. Istället för att förlita sig på råolja, som är begränsad. Dock, ekonomin med att producera biobränslen är för närvarande mycket utmanande jämfört med fossila bränslen.

Det nya genombrottet visar att högvärdiga kemikalier, t.ex. kemikalier som används i livsmedelsindustrin och prekursorer för humanterapeutiska läkemedel, kan produceras direkt från avfallsbiomassa i en enda "one-pot" -process. Detta mervärde erbjuder potentialen att göra ekonomin i biobränsleproduktion från växtbaserade källor mer livskraftig.

Denna jordbruksbiprodukt brinner för närvarande snarare än återanvänds. Den nya processen ger alternativa lämpliga vägar till finkemikalier som för närvarande härrör från petrokemiska källor, och har dessutom potential att tillföra värde till processen att tillverka biobränslen från växter, särskilt från sockerrör och vetestrå som finns rikligt i Brasilien respektive Storbritannien.

De kemiska byggstenarna används för att göra vardagsprodukter från luftfräschare, sköljmedel, smakämnen för livsmedel och livräddande läkemedel och nya läkemedelskandidater under klinisk utveckling.

Forskningen publicerades i tidskriften Grön kemi , Dr Neil Dixon som ledde studien från Manchester Institute of Biotechnology (MIB), University of Manchester sa:"Hållbar produktion av finkemikalier och biobränslen från förnybar biomassa erbjuder ett potentiellt alternativ till fortsatt användning av ändliga geologiska oljereserver. Men för att konkurrera med nuvarande petrokemiska raffinaderiprocesser, alternativa bioraffinaderiprocesser måste övervinna betydande kostnader och produktivitetshinder. "

"Detta nya system representerar en konsoliderad strategi för biologisk nedbrytning-biotransformation för produktion av finkemikalier med högt värde från biomassa från avfallsanläggningar, erbjuder potentialen att minimera miljöavfall och tillföra värde till agroindustriella rester. "

Det internationella teamet av forskare har demonstrerat tillverkningen av det mångsidiga kemiska byggstenen, barrträd, för första gången, direkt från biomassa från torr växt. Efter den biokatalytiska behandlingen av avfallsanläggningsämnet för att frigöra och omvandla ferulinsyra till barrträd med hög effektivitet. Hela processen kan vara relativt kostnadseffektiv genom att den äger rum i ett enda fartyg.

Framsteget mot en cirkulär bioekonomi drivs av politik och reglering, som i sin tur påverkas av oro över ändliga petrokemiska foderbestånd och miljökonsekvenser. Stora vetenskapliga och bioprocessuella utmaningar måste fortfarande mötas om alternativa biobaserade strategier ska bli konkurrenskraftiga med befintliga processer.

Denna studie rapporterar en konsoliderad strategi för biologisk nedbrytning-biotransformation för effektiv produktion av högvärdiga kemiska byggstenar direkt från biomassa med lågt värde, erbjuder potential att minimera miljöavfall och tillföra värde till agroindustriella rester.