Produsele chimice și materialele din materii prime regenerabile, cum ar fi biomasa, vor deveni din ce în ce mai importante în economia circulară a viitorului. Cum pot fi produse eficient la scară industrială? Este probabil ca tehnologia de conversie a fermentației microbiene să joace un rol cheie în acest proces.
Fermentarea, o tehnologie veche cu un imens potențial
Wageningen Food & Biobased Research a investigat starea substanțelor chimice produse cu tehnologie de fermentație bazată pe literatura științifică. Aceasta a identificat un Top 7 al metodelor promițătoare pentru producția durabilă de chimicale vrac ca alternativă la produsele fabricate în prezent din petrol.
Potrivit lui Daan van Es, co-autor al studiului și lider de proiect al Wageningen Food & Biobased Research, fermentația este o metodă ideală pentru transformarea biomasei în substanțe chimice.
Fermentarea presupune digestia zaharurilor din biomasă de către microorganisme selectate, producând anumite substanțe chimice și uneori CO2. Gândiți-vă la fermentarea strugurilor pentru a produce vin. Producția de etanol (alcool) este într-adevăr una dintre cele mai bine dezvoltate aplicații ale tehnologiei de fermentație. De exemplu, bioetanolul este deja produs pe scară largă (80 de megatone pe an) din biomasă. Nu pentru consumul uman, ci pentru combustibili durabili.
Fermentarea a fost, de asemenea, folosită de mult timp comercial în industria alimentară și producția de acid lactic. Cu toate acestea, fermentația pe scară largă pentru producția industrială de substanțe chimice este doar în pragul unei descoperiri. „Industria petrochimică produce aproximativ 600 de milioane de tone de substanțe chimice în fiecare an. Asta este o sumă uriașă. Dacă doriți să înlocuiți asta cu alternative non-fosile, este nevoie de o extindere rapidă și mare. Așadar, în acest studiu, am examinat ce tehnologii de fermentație care folosesc zaharuri funcționează deja la o scară rezonabilă, ce fel de organisme sunt folosite în acest scop și ce substanțe chimice derivate putem face apoi din ele”, a subliniat van Es.
„Cu etanol, de exemplu, putem face bio-etilenă, care la rândul său poate fi folosită pentru a produce polietilenă (PE), deși acesta este încă un plastic slab reciclabil. Scopul nostru final este de a produce substanțe și materiale care sunt reciclabile sau cel puțin biodegradabile. Mai mult, dorim să folosim eficient carbonul din zaharurile care servesc drept materii prime. Acidul lactic, de exemplu, este foarte eficient: mai mult de 90% din carbon este reținut.”
Studiul Wageningen Food & Biobased Research poate servi ca instrument pentru a decide asupra investițiilor în procese realiste și materii prime pentru producția biotehnologică de substanțe chimice utilizate pe scară largă. Între timp, dezvoltarea de noi tehnologii este în desfășurare.
Tom Ewing, coautor al studiului, spune: „Noile tehnologii ca aceasta pot fi folosite pentru a eficientiza procesele de fermentare existente și, de asemenea, pentru a dezvolta noi căi către alte substanțe chimice. Deci, este foarte posibil ca noi procese să fie adăugate pe lista tehnologiilor mature pentru viitoarea economie circulară în următoarele decenii.”