Категории
 
Ссылки
 

Дрова в спирт

Дрова в спирт

Наиболее простым видом биотоплива является этанол, или попросту, всем нам знакомый этиловый спирт. Так как он входит в метаболический цикл многих бактерий, то для его производства, даже в домашних условиях, не требуются ни сложных технических конструкций, ни генно-модифицированных микроорганизмов.

Самая обычная бражка, получаемая в результате брожения и есть тот биопродукт, содержащий спирт. Который затем можно использовать в качестве биотоплива. После перегонки конечно, ректификации по научному.

Для получения спирта из полисахаридов, крахмала и целлюлозы, в промышленных условиях используют гидролиз: расщепление сложных цепочек целлюлозы в более простые сахара, которые и будут перерабатываться бактериями в биотопливо. Т.е. добавляется еще один шаг, чтобы получить смесь простых сахаров. А далее по накатанной – брожение, ректификация, профит.

При всей относительно простоте такого процесса у него есть и недостатки. Гидролиз растительного сырья требует сложных химических производств, так как там задействованы и высокая температура, и высококонцентрированные кислоты. В домашних условиях такой мини-заводик можно конечно сделать, но, боюсь, участковый и санитарная инспекция такого не одобрят. Да и его стоимость, и цена получаемого продукта будут запредельными.

Если бы были такие микроорганизмы, которые расщепляли бы целлюлозу на сахара, то процесс переработки дров в спирт был бы намного проще. И такие организмы есть, это грибы Trichoderma reesei. Он выделяет фермент целлюлазу, который и выполняет основную часть работы. В 2008 году был получен штамм этого гриба, который подходит для переработки целлюлозы в промышленных масштабах.

И совсем недавно, учеными Мичиганского университета был изобретен биореактор, в котором оба процесса, (целлюлозу в сахара) и (сахара в спирт) были объединены. На самом деле в качестве бактерий – переработчиков сахаров была использована генно-модифицированная кишечная палочка, которая в результате жизнедеятельности выдавала изобутилен, который считается лучшим топливо, нежели этанол.

Для математического моделирования совместного сосуществования грибов и бактерий, исследователями была задействована теория игр. Были рассчитаны такие концентрации и пропорции грибов и бактерий, при которых не происходит ни взаимное угнетение, ни взрывной рост одной из популяций. Оба вида сосуществуют в гармонии и равновесии.

На данный момент производительность полученного биореактора составляет 1,88 грамма изобутилового спирта на литр среды. Что заметно превышает рекордные на сегодняшний день 1.05.

Еще одной проблемой, которую пришлось решать конструкторам, это большая концентрация изобутила, который является ядом для обоих участников процесса. Полностью решит эту задачу не удалось, поэтому в будущем исследователи ожидают еще большую производительность. После решения этой проблемы.

Интересно, эту математическую модель можно будет применить для создания грибного реактора, но для получения простого этилового спирта? Он менее ядовит, не требует особых бактерий, выход его из сырья может быть намного выше. Как топливо он хуже изобутилена, но у него ведь есть масса и других применений =)

Обсуждение на форуме.