Biopaliwa i drożdże: podstawy
Jak więc fermentacja za pomocą drożdży prowadzi do powstania substancji, które mogą napędzać samochody, samoloty, a być może w przyszłości nawet całe miasta?
Drożdże są zdolne przekształcać cukry roślinne w paliwo. Magia ta zachodzi podczas procesu beztlenowej fermentacji (w braku powietrza). Działając pod wpływem enzymów drożdżowych, cukry (zwłaszcza glukoza) zawarte w celulozie lub skrobi są przekształcane w etanol.
Rysunek 1. Proces Produkcji Bioetanolu
Obecnie istnieją około trzech szerokich kategorii biopaliw:
- Biopaliwa pierwszej generacji: wytwarzane z tradycyjnych surowców, takich jak ziarna zbóż, trzcina cukrowa i buraki cukrowe.
- Biopaliwa drugiej generacji: wytwarzane z niekonsumpcyjnych upraw, takich jak biopaliwa celulozowe i biomasa odpadowa (łodygi pszenicy i kukurydzy oraz drewno).
- Biopaliwa trzeciej generacji: wykorzystują specjalnie zaprojektowane rośliny, takie jak algi, jako źródło energii. Te algi są uprawiane i zbierane, aby wydobyć z nich olej. Ten olej może następnie zostać przekształcony w biodiesel lub poddany rafinacji w celu uzyskania innych paliw.
Trzy rodzaje biopaliw
W obrębie kategorii biopaliw można dalej podzielić te zrównoważone paliwa na trzy kategorie, opierając się na ich głównych zastosowaniach:
- Biodiesel: jest to paliwo oparte na oleju roślinnym lub tłuszczu zwierzęcym, składające się z estrów długoczwartkowych kwasów tłuszczowych. Biodiesel jest używany w silnikach spalinowych spalających olej napędowy, takich jak samochody osobowe z silnikiem diesla, ciężarówki i traktory.
- Bioetanol: jest wytwarzany poprzez fermentację, głównie z węglowodanów produkowanych w roślinach w postaci cukru lub skrobi. Jest stosowany w silnikach spalających benzynę, takich jak większość samochodów osobowych.
- Biopaliwo lotnicze: może być wytwarzane z olejów roślinnych, cukrów, tłuszczów zwierzęcych, a nawet odpadowej biomasy. Ten rodzaj paliwa jest stosowany w samolotach i innych silnikach lotniczych bez konieczności modyfikacji.
Biopaliwa, bioetanol, biodiesel i biopaliwo lotnicze mogą odgrywać istotne role w redukcji śladu węglowego sektora transportowego oraz zmniejszeniu naszej zależności od paliw kopalnych. Na przestrzeni lat te branże rozprzestrzeniły się na całym świecie. W ostatnich latach coraz bardziej powszechne stają się wymagania dotyczące domieszek i polityki dotyczące etanolu w benzynie, ponieważ rządy starają się wydłużyć żywotność dostępnych zasobów naturalnych.
Innowacje w bioekonomii dzięki wykorzystaniu drożdży!
Inteligentne wykorzystanie biomasy i fermentacji za pomocą drożdży może prowadzić do powstania nowych produktów lub ulepszonych wersji tradycyjnych produktów opartych na ropie naftowej, które mają potencjał do lepszej wydajności, niższej toksyczności lub nowych funkcji. Innowacje oparte na źródłach biologicznych zmniejszają naszą zależność od ropy naftowej oraz redukują emisję gazów cieplarnianych pochodzących z ropy naftowej.
Etanol celulozowy
Zaawansowane biopaliwa, takie jak etanol celulozowy, zostały zidentyfikowane na całym świecie jako kluczowy składnik dekarbonizacji sektora transportowego, o czym wcześniej wspominaliśmy. Biopaliwa drugiej generacji mają przewagę polegającą na tym, że można je wytwarzać z jeszcze szerszego zakresu surowców dostępnych obficie w licznych krajach. Nowe, zaawansowane biopaliwa mogą wydobywać dodatkową wartość z produktów ubocznych rolnictwa lub leśnictwa, takich jak resztki kukurydzy, słoma pszenicy, drewno itp.
Biopolimery i materiały biomateriałowe o wysokiej wydajności
Zrównoważone monomery, polimery i materiały o wysokiej wydajności, w tym żywice, chemikalia, rozpuszczalniki, bioplastiki i biokompozyty, pomogą wyeliminować tworzywa sztuczne, co ułatwi ograniczenie zanieczyszczeń i większą zrównoważoność dla środowiska.
Budownictwo
Mikroorganizmy i biomateriały stosowane w zrównoważonym przemyśle budowlanym obejmują beton, cement, cegły, izolacje i drewno.
Tekstylia
Innowacyjne procesy enzymatyczne lub włókna oparte na źródłach biologicznych, jedwabie i barwniki mogą być wykorzystane do produkcji zrównoważonych tkanin, które mogą być użyte w przemyśle odzieżowym, modzie, tapicerce lub medycynie.
Przemysł celulozowo-papierniczy
Przemysł celulozowo-papierniczy wytwarza wiele nadmiarowych resztek. Te pozostałości, bogate w cukry, węglowodany i inne składniki odżywcze, mogą być wykorzystane jako odpowiedni surowiec do produkcji biopaliw drugiej generacji, zgodnie z modelem gospodarki obiegu zamkniętego. Pozwala to na mniejszą ilość wyciętych drzew i bardziej efektywne wykorzystanie zasobów.
Chemia gospodarcza
Biodegradowalne i nisko toksyczne środki powierzchniowo czynne oparte na źródłach biologicznych, takie jak detergenty przemysłowe i gospodarstwa domowego, zmiękczacze i produkty do mycia naczyń, mogą być wytwarzane poprzez fermentację, aby zapewnić czystość w naszych domach bez negatywnego wpływu na środowisko.
Bardziej zrównoważone jutro dzięki drożdżom!
Odnawialna produkcja energii i paliw, takich jak bioetanol, biodiesel, zrównoważone paliwa lotnicze i biogaz, jest możliwa dzięki użyciu drożdży i fermentacji!
Fermentacja to jedna z kluczowych technologii umożliwiających utrzymanie nowej, opartej na biologii i zrównoważonej gospodarki, nie tylko w dziedzinie paliw, ale we wszystkich dziedzinach, jakie widzieliśmy od bioplastików po tekstylia i materiały budowlane. Wszystkie te produkty będą bardziej zrównoważone, łatwiejsze do biodegradacji, będą miały mniejszy wpływ na środowisko i będą produkowały mniej gazów cieplarnianych, zapewniając lepszą przyszłość dla nas wszystkich!
