Yenilikçi Süreç Bitki Atıklarını Hızla Biyoyakıtlara Dönüştürüyor
Fotoğraf : Rutgers liderliğindeki ekip, bitki atıklarını biyoyakıtlara dönüştürmeyi kolaylaştırmak amacıyla bitki liflerini hızla çözmek için yenilikçi bir süreç geliştiriyor.
Araştırmacılar, bitki atıklarından etanol gibi biyoyakıtlar üretmeyi daha ucuz hale getirebilmek ve fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltmak için yeni bir süreç geliştirdiler.
Green Chemistry dergisinde Rutgers liderliğindeki bir araştırmaya göre, bitki liflerini hızla etanol yapmak için gereken şekerlere dönüştüren amonyak-tuz bazlı bir çözücüye sahip yaklaşımları, geleneksel işlemlerin aksine, oda sıcaklığına yakın bir sıcaklıkta iyi çalışır.
“Ön arıtma sistemimiz – 50 kata kadar – çözücü ile işlenmiş selülozu (bitki lifi) etanol gibi biyoteknoloji ürünü yapma amacıyla kullanılan glikoza (şeker) dönüştürmek için enzimlerin kullanımını azaltabilir,” diyor baş yazar Rutgers Üniversitesi-New Brunswick Mühendislik Fakültesi Kimya ve Biyokimya Mühendisliği bölümünde yardımcı doçent olan baş yazar Shishir PS Chundawat. “Benzer süreçler, mısır sapları ve yaprakları gibi atık biyokütleden biyoyakıt üretme maliyetini önemli ölçüde azaltabilir.”
Çözücü ayrıca bitki atıklarında ligninin yüzde 80’inden fazlasını çıkarabilir. Chundawat’a göre, bitki liflerine bağlanan ve güçlendiren lignin, gelecekte değerli aromatik kimyasalların geliştirilmesine yardımcı olmak için kullanılabilir. Araştırma, selülozun moleküler düzeyde nasıl çözündüğünü daha iyi anlamak amacıyla bitki atıkları gibi karmaşık biyolojik sistemlerin işleme sırasında nasıl tepki verdiğini analiz etmek için Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndaki işbirlikçilerden ve yüksek teknolojili bir Bio-SANS aletinden yararlandı.
Fotoğraf : Yeni nesil amonyak-tuz esaslı ön arıtma işlemleri, mısır sapları, yapraklar ve diğer kalıntıları gibi atık biyokütlenin verimli bir şekilde parçalanmasını kolaylaştırır. Kredi: Shih-Hsien Liu / ORNL ve Shishir Chundawat / Rutgers Üniversitesi-New Brunswick
Mısır sapları, yaprakları ve diğer kalıntıları örneğin dallı darı, liflerden daha ince küçük teller olan sıkıca paketlenmiş selüloz mikrofibrillere sahiptir. Mikrofibrillerin enzimler veya mikroplar kullanılarak parçalanması zordur, bu da biyokütledeki birçok bitki bazlı malzemenin biyoyakıtlara veya biyokimyasallara dönüştürülmesini zorlaştırır.
Selülozun enzimler yardımıyla glikoz gibi şekere dönüşmesini hızlandırmak uygun çözücüler veya ısı ve / veya kimyasal bazlı ön işlemler gerektirir. Son 150 yılda, selüloz liflerini parçalayabilen birkaç çözücü araştırılmıştır. Ancak çoğu çözücü maliyetlidir veya etkili olması için aşırı çalışma basıncı veya sıcaklık aralıkları gerektirir.
Amonyak-tuz bazlı solvent sistemi, enzimleri kullanarak selülozun şekere dönüşmesini hızlandırır. Enzimler biyokütleden etanol gibi biyoyakıt üretme maliyetinin yaklaşık yüzde 15 ile yüzde 20’sini oluşturabileceğinden, biyoyakıt üretiminin maliyetini büyük ölçüde azaltabilir.
Chundawat’a göre sonraki adımlar, mısır atıkları, belediye katı atıkları, dallı darı ve kavak gibi biyoenerji mahsulleri için yakıta dönüştürülebilecek ön arıtma sürecini optimize ederken, maliyetleri düşürmek için daha sağlam enzimler geliştirmek olacaktır.
Kaynak : scitechdaily.com
