Kỹ thuật mới trong sản xuất nhiên liệu sinh học

Nhóm nghiên cứu do Phó giáo sư He Jianzhong thuộc Khoa Kỹ thuật Môi trường - Đại học Quốc gia Singapore phát hiện ra dòng TG57 mới này vào năm 2015. Sau đó, họ đã tiếp tục nghiên cứu tính chất của chúng.

Đây là một bước đột phá quan trọng trong việc sản xuất nhiên liệu sinh học từ các nguồn phi thực phẩm. kỹ thuật chuyển hóa và thể hiện một cột mốc quan trọng trong việc sản xuất nhiên liệu sinh học tái tạo và bền vững, có hiệu quả về chi phí ".

Sự kết dính của các tế bào TG57 Thermoanaerobacterium với các hạt xenlulô - một sự thích ứng cơ bản cho các vi sinh vật - tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng cellulose hiệu quả cho sản xuất biobutanol. Bộ gen duy nhất của dòng TG57 cho phép vi khuẩn tạo ra các enzym tăng cường sự tổng hợp của biobutanol.

Nhiên liệu sinh học truyền thống được sản xuất từ cây lương thực. Cách tiếp cận này rất tốn kém và cạnh tranh với sản xuất lương thực trong việc sử dụng đất, nước, năng lượng và các nguồn tài nguyên môi trường khác.

Nhiên liệu sinh học được sản xuất từ nguyên liệu cellulose chưa được chế tạo như sinh khối thực vật, cũng như nông nghiệp, chất thải làm vườn và hữu cơ, dự kiến sẽ đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng mà không làm tăng phát thải khí nhà kính do việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Những vật liệu xenlulô này có độ phong phú cao, thân thiện với môi trường và bền vững về mặt kinh tế.

Trong số các loại nhiên liệu sinh học khác nhau, biobutanol có thể trở thành chất thay thế xăng vì mật độ năng lượng cao và các đặc tính ưu việt khác. Nó có thể trực tiếp thay thế xăng trong động cơ xe hơi mà không cần phải sửa đổi gì. Tuy nhiên, sản xuất thương mại của biobutanol đã bị cản trở bởi sự thiếu các vi sinh vật có tiềm năng chuyển sinh khối cellulose thành nhiên liệu sinh học. Kỹ thuật hiện nay là tốn kém và cũng đòi hỏi phải có quá trình xử lý hóa học phức tạp.

Kỹ thuật mới được phát triển bởi nhóm NUS có thể là một công nghệ thay đổi hoàn toàn việc sản xuất nhiên liệu sinh học hiệu quả về chi phí và bền vững.

Phế thải từ việc ủ nấm - thường bao gồm rơm rạ và mạt cưa, v.v. - là chất thải phân compost còn sót lại do nấm mốc tạo ra. Các vi sinh vật trong chất thải được lưu lại để phát triển tự nhiên trong hơn hai năm để có được dòng TG57 duy nhất.

Quá trình lên men là đơn giản, và không cần phải qua quá trình xử lý trước phức tạp hoặc biến đổi di truyền của vi sinh vật. Khi cellulose được thêm vào, vi khuẩn chỉ cần tiêu hóa nó để sản xuất butanol là sản phẩm chính.

Tiến hành tiếp, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục tối ưu hóa hiệu năng của dòng TG57, và tiếp tục nghiên cứu nó để tăng tỷ lệ và năng suất biobutanol bằng các công cụ di truyền phân tử.

Nhóm đã công bố những phát hiện của nghiên cứu trên tạp chí khoa học Science Advances vào ngày 23 tháng 3 năm 2018.