Review article
https://doi.org/10.17113/ftb.56.02.18.5428
Pregledni prikaz proizvodnje druge generacije bioetanola iz otpadne biomase
Katarzyna Robak
; Lodz University of Technology, Faculty of Biotechnology and Food Sciences, Institute of Fermentation Technology and Microbiology, Department of Spirit and Yeast Technology, Wolczanska 171/173, PL 90-924 Lodz, Poland
Maria Balcerek
; Lodz University of Technology, Faculty of Biotechnology and Food Sciences, Institute of Fermentation Technology and Microbiology, Department of Spirit and Yeast Technology, Wolczanska 171/173, PL 90-924 Lodz, Poland
Abstract
Zbog klimatskih promjena i iscrpljivanja zaliha fosilnih goriva postoji velika potreba za pronalaskom alternative nafti kao pogonskom gorivu. U ovom je radu dan pregled proizvodnje druge generacije bioetanola, koja se od prve generacije te narednih generacija razlikuje u iskorištavanju lignoceluloze kao sirovine. Opisani su sastojci lignocelulozne biomase, kao što su celuloza, hemiceluloza i lignin, te koraci u tehnološkom postupku, uključujući prethodnu obradu, enzimsku hidrolizu, fermentaciju, destilaciju i dehidraciju. Prethodnom obradom povećala se površina ugljikohidrata potrebna za enzimsku saharifikaciju, te se smanjilo nastajanje inhibitora. Enzimskom se hidrolizom oslobađaju fermentabilni šećeri, koji se djelovanjem mikroorganizama prevode u etanol. Hidrolizati dobiveni prethodnom obradom i enzimskom hidrolizom sadržavaju različite šećere, a najviše glukoze i ksiloze. Za fermentaciju oba šećera neophodni su genetički modificiranimikroorganizmi. Suvišak štetnih inhibitora poput slabih organskih kiselina, derivata furana i fenolnih spojeva može se ukloniti iz hidrolizata detoksikacijom prije fermentacije. Za učinkovitu provedbu saharifikacije potrebno je omogućiti istodobnu aktivnost egzogenih hemicelulaza i enzima što razgrađuju celulozu. Konvencionalni sojevi destilerijskog kvasca ne mogu fermentirati pentozu u etanol, a samo nekoliko prirodnih mikroorganizama, uključujući sojeve kvasaca Candida shehatae, Pichia (Scheffersomyces) stipites i Pachysolen tannophilus, imaju sposobnost razgradnje ksiloze u etanol. Enzimska hidroliza i fermentacija mogu se provesti na nekoliko načina, uključujući zasebnu saharifikaciju i fermentaciju, te simultanu saharifikaciju i fermentaciju. Mikroorganizmi koji fermentiraju pentozu mogu se proizvesti genetičkim inženjerstvom, i to umetanjem gena za kodiranje ksiloze u metabolizam odabranog mikroorganizma radi optimiranja iskorištenja ksiloze iz hidrolizata.
Keywords
druga generacija bioetanola; biogorivo; lignocelulozna biomasa; prethodna obrada; nusproizvodi; enzimska hidroliza; genetički modificirani mikroorganizmi
Hrčak ID:
203442
URI
Publication date:
29.6.2018.
Visits: 2.378 *