211service.com
I batteri producono diesel dalla biomassa
I batteri ingegnerizzati sono stati ricablati con il macchinario genetico necessario per convertire la cellulosa in una serie di sostanze chimiche, incluso il carburante diesel. I batteri, sviluppati dalla società di South San Francisco LS9 in collaborazione con i ricercatori dell'Università della California, Berkeley, producono gli enzimi necessari per ogni fase lungo il percorso di sintesi e possono convertire la biomassa in combustibile senza la necessità di ulteriori elaborazioni. LS9 ha dimostrato i batteri nei reattori su scala pilota e prevede di portare il processo a un livello commerciale entro la fine dell'anno.
Potere dei batteri: I batteri E. coli in questa immagine microscopica stanno espellendo goccioline di carburante diesel. I batteri sono i piccoli bastoncini scuri raggruppati negli angoli superiori e nella parte inferiore dell'immagine.
Jay Keasling , professore di ingegneria chimica e bioingegneria presso la UC Berkeley e uno dei fondatori di LS9, e scienziati presso LS9 report engineering E. coli batteri per sintetizzare ed espellere l'enzima emicellulasi, che scompone la cellulosa in zuccheri. I batteri possono quindi convertire quegli zuccheri in una varietà di sostanze chimiche, tra cui il carburante diesel. I prodotti finali vengono escreti dai batteri e quindi galleggiano nella parte superiore della vasca di fermentazione prima di essere travasati.
Utilizzando questi metodi, è possibile creare una gamma di combustibili dalla biomassa, ma per il momento LS9 si sta concentrando sul diesel piuttosto che su combustibili simili alla benzina, afferma Stefano del Cardayre , vicepresidente della ricerca e sviluppo dell'azienda. Le specifiche del diesel sono più facili da soddisfare e il mercato del diesel cresce dal 2 al 4% all'anno, mentre quello della benzina è piatto. Lo scorso maggio, LS9 ha collaborato con Procter & Gamble per sviluppare combustibili e prodotti chimici di base.
Lo sforzo di LS9 fa parte di una crescente spinta da parte dei bioingegneri per ridurre il costo dei biocarburanti sviluppando microbi che possono trasformare la biomassa, come erbaccia e rifiuti agricoli, in combustibili senza alcuna elaborazione aggiuntiva che richiederebbe catalizzatori costosi e alte temperature. I microbi possono in genere completare solo una parte della conversione, richiedendo la post-elaborazione per convertire i precursori chimici prodotti dai microbi. Il nuovo ingegnerizzato E. coli sono un veicolo unico che può realizzare tutto questo in una volta, fornendo un processo molto efficiente per realizzare prodotti già sul mercato, afferma David Berry , partner di Flagship Ventures, che ha cofondato LS9.
Il processo di LS9 è basato su E. coli il meccanismo metabolico dei batteri per convertire gli zuccheri in acidi grassi, che poi usano per produrre altre molecole. Il vantaggio di lavorare con E. coli è che l'organismo, un cavallo di battaglia della biologia molecolare, è ben noto e facile da coltivare, afferma Keasling. E il percorso degli acidi grassi del batterio è più efficiente nel trasformare le materie prime in carburante rispetto ai percorsi metabolici utilizzati da altre aziende di biologia sintetica.
Gli acidi grassi sono una vasta classe di molecole che possono costituire la base di molti prodotti chimici di base e combustibili derivati convenzionalmente dal petrolio. Queste vie metaboliche sono reti complesse e sfruttarle ha richiesto la modifica di molti dei geni esistenti del batterio e l'aggiunta di nuovi. Dopo anni di ingegneria, afferma Keasling, possiamo ottenere la molecola che desideriamo in modo specifico.
Del Cardayre afferma che LS9 ha testato il processo di produzione del diesel nel suo impianto pilota da 1.000 litri a South San Francisco utilizzando la canna da zucchero come materia prima. Quest'anno l'azienda porterà il processo a un livello commerciale in un impianto da 75.000 litri.
LS9 non è l'unica azienda a trasformare la canna da zucchero in diesel: l'anno scorso, un'altra azienda di biologia sintetica fondata da Keasling, Amyris Biotecnologie di Emeryville, CA, ha aperto un impianto dimostrativo a Campinis, in Brasile. Il processo di Amyris si basa sul lievito progettato per convertire gli zuccheri in precursori di idrocarburi. Del Cardayre afferma che LS9 potrebbe aprire uno stabilimento anche in Brasile, ma poiché i nuovi batteri possono convertire la cellulosa, non solo lo zucchero, l'azienda non è legata alla canna da zucchero o ad altre materie prime.
Jim Collins , professore di ingegneria biomedica alla Boston University, afferma che la domanda ora è se il processo di LS9 sarà conveniente su larga scala. Quando si passa da 10 galloni a migliaia di galloni, la biologia cambia e le analisi che hanno funzionato bene in laboratorio non funzionano più, osserva Collins, perché l'ambiente dei microbi cambia. La domanda interessante nei prossimi anni è quale azienda può ottenere rendimenti sufficientemente elevati e adattare i propri processi per contenere i costi, afferma Collins.