Kredit:MetGen
Icke-mat, trämaterial (nämligen lignocellulosabiomassa) är den största förnybara reservoaren av fermenterbar stärkelse som ersätter fossila bränslen. Den kan användas för att producera biobaserade polymerer och material för alla typer av produkter – från yogamattor till högtalare – såväl som för färger, biokemikalier, kosmetika, bioplaster och biobränslen.
Bland de olika teknologier som är tillgängliga för att transformera lignocellulosabiomassa, biokemisk omvandling är särskilt intressant ur miljösynpunkt eftersom den kräver mildare förhållanden (lägre temperatur och tryck, och mindre sur eller alkalisk miljö) än andra omvandlingsprocesser.
Nyckelkomponenter i en bioraffinaderiomvandling är enzymer, som används för att bryta ner de långa kedjorna av socker- och ligninpolymerer som finns i biomassan till mindre bitar. Enzymer är nödvändiga i alla steg i denna process och för alla typer av råmaterial. Därför, deras prestanda har stor inverkan på den totala tiden och kostnaden för biomassaomvandlingen. Det har beräknats att enbart förbehandling av biomassa och enzymatisk hydrolys står för cirka 70 % av de totala bearbetningskostnaderna för bioraffinaderiet.
Extrahera sockerarter och lignin på ett mer effektivt sätt
Tack vare de europeiska forskningsfonderna inom BIOrescue-projektet, Det finska företaget MetGen utvecklade effektivare enzymer för att påskynda kemiska reaktioner och minska kostnaderna för biokonvertering.
Inom BIOrescue fokuserar MetGen på enzymer som hjälper till att extrahera värdefulla komponenter från använd svampkompost som annars skulle slängas till en kostnad för bönderna.
Marknaden erbjuder vanligtvis bara en generell kombination av enzymer för alla slags råvaror, utan att ta hänsyn till de specifika egenskaperna hos olika biomassa. Detta gör den enzymatiska hydrolysprocessen ganska långsam och kostsam.
MetGen har skapat egenutvecklade enzymlösningar (MetZyme SUNO) skräddarsydda för att extrahera sockerarterna från svampkomposten på ett optimalt sätt. Med en optimerad SUNO-lösning, de upptäckte de bästa förutsättningarna för att bryta ner molekylerna som erhållits från förbehandlad svampkompost till monosocker med maximalt omvandlingsutbyte (> 95 %).
Dessutom, MetGen använde sin innovativa enzymatiska ligninfraktioneringsteknologi (med MetZyme PURECO tillsammans med membrandrift) för att producera högreaktivt depolymeriserat lignin på ett mycket hållbart och effektivt sätt. Denna teknik har fördelarna med att undvika användning av tungmetaller eller giftiga lösningsmedel, och arbeta under milda processförhållanden (temperatur under 60°C) för att effektivt bryta ner och samtidigt bevara de önskvärda egenskaperna hos ligninet.
Förbättrad konkurrenskraft för bioomvandlingsprocesser
Denna enzymcocktail har redan minskat tiden och mängden enzymer som behövs för hydrolysen av sockerarter med minst 20 %. Förutom, dessa enzymer kan överleva i tuffa industriella miljöer vilket öppnar dörren för nya tillämpningar och kombination med andra enzymer.
Den nya enzymcocktailen har därför förbättrat den övergripande konkurrenskraften för omvandling av svampkompost, tack vare:
Potentialen i denna forskning går långt utöver svampkompost. Bioraffinaderisystemet som utvecklats i BIOrescue är mycket flexibelt och kan replikeras inte bara i andra svampodlingar utan även med andra jordbruksbiprodukter. Att förbättra enzymer i denna process innebär därför att möjligheterna för en koldioxidneutral biobaserad industri mångdubblas.
