Danske forskere på vej med ny metode til fremstilling af bioethanol
I laboratoriet på Ingeniørhøjskolen i Århus kan forskere fremstille en ny type gærceller, der effektivt knuser cellulosen i planteaffald og omdanner det til biobrændstof.
Af - Det er allerede muligt at bruge planteaffald til fremstilling af bioethanol, men det kræver høje temperatur og et kraftigt tryk, og processen er dermed både dyr og energitung, siger John Nieland fra Ingeniørhøjskolen i Århus.
Han har i de seneste år studeret, hvordan plankton producerer energi fra alger ved at nedbryde dem til sukkerstof, og det har givet ham idéen til at udvikle en ny enzymatisk proces, som nu kan vise sig at blive et videnskabeligt gennembrud.
- Vi har isoleret de gener fra plankton, der koder enzymer til at nedbryde cellulose. Derefter har vi klonet generne og puttet dem ind i gærceller, som nu kan omdanne cellulose til ethanol langt bedre og helt uden tilførsel af energi udefra, forklarer han.
Genmodificerede gærceller baner vej for kommercielt gennembrud
Ved en normal produktion af andengenerations bioethanol udsætter man biomassen for et højt tryk og høje temperaturer. På den måde åbner man den komplicerede struktur i planteresterne, så der bliver fri adgang til de sukkermolekyler, som gærsvampene kan omdanne til alkohol.
De nye genmodificerede gærceller kan producere ethanol i tanke uden tryk og opvarmning, og det kan bane vejen for en kommerciel produktion af biobrændstoffer baseret på planteaffald.
- Det er klart, at hvis det lykkes os at implementere metoden i industrien, så bliver det meget mere rentabelt at producere biobrændstof baseret på landbrugets restprodukter, siger Johan Nieland.
Han forventer desuden, at gærcellerne kan øge udbyttet af ethanol fra den samme mængde af planterester.
- Den nye gærtype er langt mere effektiv end de eksisterende gærtyper, og vi kan derfor udnytte naturens resurser mere optimalt, siger han.
Filtre af hørfrøolie gør destillation overflødig
Normalt foregår fremstillingen af bioethanol i en fermenteringsproces, hvor gærsvampe omdanner sukkerstoffet i plantemateriale til alkohol og kuldioxid. Koncentrationen af alkohol kan dog højst blive på omkring 15 procent, ellers dør gærcellerne. Hvis man vil have en højere alkoholkoncentration, skal man destillere blandingen. Det foregår ved, at man varmer den op til omkring 80 grader, hvor alkohol fordamper og derved kan isoleres og anvendes som brændstof.
Imidlertid er forskerne fra Aarhus i gang med at udvikle en kemisk løsning, der kan gøre destillation overflødig. De vil bruge hørfrøolie til at filtrere alkohol fra vand uden opvarmning.
- Vi har lavet de første forsøg med produktion af bioethanol i et filtersystem baseret på hørfrøolie. Det er sådan, at alkohol i modsætning til vand binder sig til olie. Helt konkret betyder det, at alkoholen siver igennem vores filter, mens vandet bliver tilbage i tanken, forklarer han.
Forskerne kan altså nu i laboratoriet udvinde ethanol i en kontinuerlig proces, så alkoholkoncentrationen hele tiden holdes lav, og gærcellerne overlever. Filteret er lavet i en særlig kemisk proces, der indtil videre er hemmeligholdt af hensyn til produktets patenteringsmuligheder.
Tilsammen kan metoderne med genmodificerede gærceller og filtre baseret på hørfrøolie være med til at skabe et mere bæredygtigt grundlag for produktion af biomasse til energiformål.
Ingeniørhøjskolen har indgået en samarbejdsaftale med Agro Business Park om at videreudvikle metoderne til fremstilling af bioethanol gennem deltagelse i Innovationsnetværk for Biomasse (INBIOM).
Om INBIOM
Konsortiet bag Innovationsnetværket for Biomasse (INBIOM) består af Agro Tech A/S, Teknologisk Institut, Aalborg Universitet, DTU-Risø, Aarhus Universitet, Agro Business Park og Ingeniørhøjskolen i Århus.
Netværket arbejder for at skabe netværk, samarbejde, projekter og udbredelse af viden om bioenergi og miljøteknologi og drives af midler fra Forsknings- og Innovationsstyrelsen.
Ingeniørhøjskolen i Århus skal bidrage til innovationsnetværket med de to omtalte udviklingsprojekter med titlerne ”Modification of yeast with daphnia genes” og ”Reverse osmosis/cross flow ethanol filtration”.
Udviklingsprojekterne drives i samarbejde med Aarhus Universitet og University of Münster i Tyskland.
Desuden skal Ingeniørhøjskolen i Århus udbyde en international sommerskole med fokus på biobrændsel.
