Bacterii producatoare de etanol

Introducere

[1]^, . Printre microorganismele producatoare de etanol se numara Saccharomyces cerevisiae, Pichia stipidis, Candida shehatae, Candida tropicalis, Schizosaccharomyces pombe, Pachysolen tannophilus, Klebsiella oxytoca, Erwina chrysanthemi, Escherichia coli, Zymomonas mobilis, Lactobacillus specie si Clostridium specie, dar nu toate prezinta trasaturile asteptate pentru un etanologen ideal.

[3]), dar prezinta si inconvenientul de a fi limitata de spectrul ingust de surse de carbon ^, pe care le metabolizeaza (glucoza, fructoza si zaharoza).

[12].Desi etanolul obtinut astfel nu e foarte competitiv economic fata de benzina, descoperirile in tehnologie si performanta biocatalizatorilor au redus semnificativ costurile de productie .

[14]. Exista si situatii in care etanolul nu poate concura din punct de vedere economic cu benzina sau derivatii petrolieri ai combustibililor fosili. De aceea se fac eforturi pentru a imbunatati procesele de conversie a biomasei in biocombustibil, cu costuri economice mai reduse.

[15], conversia eficienta a acestora la etanol e necesara pentru un proces economic. Studiile de inginerie genetica au condus la cateva microorganisme care pot reliza aceasta conversie (tulpini recombinate bacteriene de Escherichia coli , Klebsiella oxytoca , Zymomonas mobilis si drojdii recombinate de Saccharomyces ).

[19]^, sunt redate cantitatile de etanol produse de diferite reactoare care au folosit drept materie prima xiloza sau amestecuri de xiloza si glucoza.

Tabelul 1. Productivitatile volumetrice in etanol obtinute din xiloza si amestecuri de glucoza - xiloza cu diferite tipuri de bioreactoare

Pentru fermentatia xilozei s-au utilizat forme ale drojiei Pichia stipitis, imolbilizate si introduse in diferite modele de bioreactoare. Deoarece rata de fermentatie a xilozei la etanol este semnificativ ai mica decat cea a glucozei la etanol, si cantitatea de etanol obtinuta este mia mica decat in situatia in care se foloseste doar glucoza.

La un reactor cu pat fluidizat, o rata de reactie ridicata este mentinuta datorita concentratiei mari a substratului si pentru ca produsii de reactie cu efect inhibitor sunt localizati in partea de iesire din sistem. Un astfel de reactor asigura un transport efectiv de masa comparativ cu un reactor cu pat impachetat prin depasirea canalizarii si acumularea dioxidului de carbon.

Bioreactorul cu pat fluidizat (BFR) a fost folosit pentru producerea etanolului din glucoza si amidon din porumb, uscat si macinat. Impactul economic al utilizarii BFR-ului pentru productia de biocombustibil din glucoza a fost estimat la 6 ¢/gal Folosindu-se amidon din porumb, uscat si macinat, s-a estimat o reducere a costurilor cu 3 ¢/gal . In ambele situatii, s-au economisit resurse financiare importante prin obtinerea de etanol in cantitati mari, folosirea unor metode mai ieftine (Z. mobilis imoblizate comparative cu loturile de bacterii traditionale). Aceste avantaje ale BFR-ului au dus la folosirea pe scara larga a materiilor prime lignocelulozice in obtinerea de etanol.

National Renewable Energy Laboratory (NREL) studiaza o posibila metoda de obtinere a etanolului, si anume zaharificarea si cofermentarea biomasei, proces ce implica, mai intai, tratarea cu acid diluat, cat si prezenta bacteriei Z. mobilis, care poate realiza fermentarea amestecului e glucoza si fructoza. Catalizatorii acizi diluati sunt eficienti si cu cost redus, insa in decursul fermentatiei se formeaza si acid acetic, cunoscut ca inhibitor al microorganismelor etanologene. Efectul acidului acetic asupra formelor salbatice de Z. mobilis a fost studiat: materia prima a fost reprezentata de xiloza, microorganismele de forme recombinate de Zymomonas