W kierunku bardziej efektywnej produkcji bioetanolu
UE przoduje w opracowywaniu i wdrażaniu technologii w zakresie wykorzystania biomasy lignocelulozowej do produkcji paliw. Główną barierą, jaka stoi przed powszechnym wprowadzeniem tej technologii, są wysokie koszty związane z zastosowaniem enzymów do konwersji cukrów z roślin uprawnych, jak kukurydzy w etanol. Naukowcy zainicjowali finansowany przez UE projekt HYPE ("High efficiency consolidated bioprocess technology for lignocellulose ethanol"), aby rozwiązać tę kwestię. Zbadali postępy i konsolidację procesu, aby obniżyć wykorzystanie enzymów i zużycie energii. Poszukiwano enzymów zdolnych do wyższej produkcji ważnych pentoz (cukrów 5-węglowych) i heksoz (cukrów 6-węglowych) z biomasy, jak i efektywnej hydrolizy i fermentacji. Jako materiał modelowy wybrano słomę, ważny i powszechnie dostępny materiał wsadowy, który nie jest konkurencyjny dla przemysłu spożywczego. Naukowcy opracowali metodę parowej obróbki wstępnej, w której wykorzystywana jest tylko para, a uzyskiwanych jest kilka produktów ubocznych degradacji. Metoda ta pozwala uzyskać mieszankę węglowodanową dobrze dopasowaną do kolejnego kroku, jakim jest hydroliza. Zastosowano szereg technik badań przesiewowych i charakterystyki enzymów odpowiednich do skraplania kleistej biomasy (o niskiej zawartości wody, wysokiej zawartości biomasy). Konwencjonalne systemy rozcieńczania nie są opłacalne, jednak ich zastosowanie było konieczne w przeszłości ze względu na kwestie przetwarzalności, nieskuteczności enzymu i odkładania się produktów degradacji. Następnie zespół zoptymalizował warunki dla równoczesnej sacharyfikacji i fermentacji (SSF) w celu obniżenia stosowania enzymów poprzez zastosowanie odpowiednich warunków pracy, a także dla odzyskiwania i ponownego przetwarzania. Na koniec zespół zintegrował SSF z odzyskiwaniem produktu poprzez nowoczesny proces destylacji oparty na mechanicznej rekompresji pary (MVR). Ta technika znacząco obniżyła zużycie energii i związane z nią koszty produkcji. Obecnie zakład demonstracyjny wdraża zintegrowany lub skonsolidowany proces opracowany przez zespół HYPE, który, zgodnie z oczekiwaniami, ma przynieść wzrost produkcji etanolu o blisko 50%. W końcowym skonsolidowanym procesie, ten sam organizm (producent enzymów) przeprowadzi hydrolizę biomasy i dokona fermentacji powstałych w jej wyniku cukrów. Do tej pory imponujący wzrost produkcji etanolu oczekiwany przez zespół HYPE powinien z nawiązką zasilić transformację sektora transportowego.
