211service.com
Lepší Biopaliv Bug
Malý mikrob nalezený v Chesapeake Bay je předmětem intenzivní studie pro biotechnologický startup v College Park, MD. Společnost Zymetis geneticky modifikovala vzácnou bakterii požírající celulózu, aby rozložila a přeměnila celulózu na cukry nezbytné k výrobě etanolu, a nedávno dokončila svůj první komerční test. Začátkem tohoto roku provedla společnost modifikovaného mikroba řadou testů ve velkých fermentorech a zjistila, že je schopna přeměnit jednu tunu celulózové rostlinné vlákniny na cukr za 72 hodin. Studie, říkají vědci, ilustruje potenciál organismu pomáhat vyrábět etanol levně a efektivně v průmyslovém měřítku. Zymetis nyní získává první kolo rizikového kapitálu, aby tuto technologii uvedl do komerčních aplikací.
Mikrob požírající celulózu: Steve Hutcheson, prezident a technický ředitel společnosti Zymetis, ukazuje kulturu této bakterie S. degradans , nalezený v Chesapeake Bay před více než 20 lety.
Scott Laughlin, generální ředitel společnosti Zymetis, říká, že poslední dva roky vědci společnosti pracovali na přestavbě a napumpování malého organismu. Hlavní výhodou mikroba je jeho schopnost přirozeně kombinovat dva hlavní kroky v procesu etanolu, což by podle společnosti mohlo značně snížit vysoké náklady na výrobu etanolu z celulózové biomasy, jako je prosina, dřevěné štěpky a papírová drť. Společnost prochází organismus řadou testů, aby studovala, jak by mohl být systém aplikován v průmyslovém měřítku.
Výroba etanolu z celulózových zdrojů je nákladný vícestupňový proces. Celulózová surovina je nejprve předběžně upravena teplem a chemikáliemi, aby se rozbily pevné buněčné stěny materiálu. Poté se do směsi přidají drahé vyrobené enzymy, aby se přečištěná celulóza přeměnila na glukózu, která se pak zpracuje kvasinkami, které přemění cukry na etanol. V důsledku toho vědci a několik začínajících společností vyvíjejí vylepšené mikroby, které by mohly provést několik z těchto kroků, čímž se výsledná biopaliva stanou konkurenceschopnějšími vůči fosilním palivům.
K tomuto cíli Laughlin říká, že společnost vyvinula systém produkující etanol, který se točí kolem mikroba, který rychle a efektivně kombinuje první dva kroky konvenčního etanolového procesu. Má schopnost rozkládat celý rostlinný materiál a vylučuje enzymy, které rozkládají celulózu, [která funguje] velmi dobře v roztoku, říká Laughlin.
Mikrob, na kterého společnost spoléhá, je Saccharophagus degradans , bakterie nalezená v bažinách Chesapeake Bay, která požírá mrtvý rostlinný materiál a pevný odpad a rozkládá je na glukózu. v roce 2003 Steve Hutcheson , profesor buněčné biologie a molekulární genetiky na University of Maryland, pročesal genom organismu a zjistil, že obsahuje kombinaci enzymů, které rozkládají pevné buněčné stěny mrtvých rostlin a přeměňují zbývající celulózu na cukry – dvě cenné vlastnosti produkující celulózový etanol. V roce 2006 Hutcheson založil společnost Zymetis, aby napumpoval výkonnost mikroba do komerčního měřítka.
Od té doby společnost pracuje s kmeny S. degradans , identifikující sady enzymů odpovědných za rozklad různých materiálů, od novin přes mrtvé rostliny až po pevný odpad. Hutcheson a jeho kolegové zapnuli určité geny, aby zvýšili aktivitu těchto enzymů, a vypnuli jiné geny, které kontrolovaly inhibiční chování mikroba, jako jsou ty, které mu říkají, aby se přestal krmit. Výsledkem je, že geneticky modifikovaný organismus pumpuje výrazně více enzymů, než by normálně čerpal.
Laughlin a jeho kolegové nedávno provedli test organismu a zjistili, že organismus přežvýkal jednu tunu celulózové rostlinné vlákniny a přeměnil dužinu na cukr během 72 hodin – proces, který normálně ve volné přírodě trvá roky. Právě teď pracujeme na časovém horizontu 24 až 72 hodin, říká Laughlin. Urychlit to je spíše ekonomická otázka, ale za jakou cenu? Pracujeme tedy na celé řadě protokolů zpracování v různých časových horizontech, abychom zjistili optimální běh.
Společnost spáruje mikroba s kmenem kvasinek, který přeměňuje cukr na etanol, když mikrob rozkládá celulózu. Cílem společnosti Zymetis je vyvinout výrobní jednotky schopné produkovat přibližně 10 milionů galonů etanolu ročně – což je relativně skromný výkon. Laughlin však říká, že menší úvaha by mohla vést k efektivnější místní výrobě etanolu, a předvídá si partnerství s papírnami a zařízeními na zpracování pevného odpadu při výrobě etanolu přímo na místě.
Když se podíváte na závod na výrobu kukuřičného etanolu, je to tato velká továrna na obrovské objemy, říká Laughlin. Raději bychom umístili menší efektivní závody distribuovaným způsobem v místech, kde je toto odpadní vlákno dostupné, a tak získáme velkou efektivitu a můžeme se rychleji dostat na trh a nemusíme vlákno pěstovat. . Laughlin říká, že cílem společnosti je do poloviny roku 2010 vytvořit pilotní zařízení pro společné umístění s nezveřejněným partnerem.
Qteros , biotechnologická společnost se sídlem v Marlborough, MA, používá podobné metody ke zvýšení výroby celulózy a etanolu. Tamní výzkumníci konstruují mikroba, který kombinuje poslední dvě fáze výroby etanolu: přeměnu celulózy na cukr a přeměnu cukru na etanol. William Frey, generální ředitel společnosti Qteros, říká, že přístup společnosti Zymetis je klíčem k velké výzvě při zpřístupnění celulózového etanolu.
Velká část nákladů je spojena s předúpravou a také s enzymovou hydrolýzou, říká Frey. Průmysl hledá technologie, které jsou ekonomické a škálovatelné, a mikrobiální řešení mají schopnost snížit počet kroků a snížit náklady, a to je velký kus.