Kövess minket!

NewsletterGoogle+RSS
Feliratkozom a heti hírlevélre

Utolsó hozzászólások

2017. 07. 27. - 09:10KGabi

Mi is tudunk munkát adni: mérnököknek  Jooble 

2017. 06. 20. - 20:31Hitetlen Tamás

Ez a cikk egy idealista naíva.

A cél dátum 2067-2117. A holdrajutás 1968(?) Marsra még csak szonda és robot jutott.

A Bioszféra 2 program megbukott. Voltak sikeresebb kísérletek, de kísérletek.

2017. 05. 23. - 09:12Anonymous

Hiya very cool web site!! Guy .. Excellent .. Superb

.. I'll bookmark your blog and take the feeds also? I'm satisfied to find numerous helpful info here in the put

up, we need develop extra techniques on this regard, thank you for sharing.

. . . . .

Bioüzemanyag előállítása mikroorganizmusok közreműködésével

2013.09.05.
A mikrobák közötti munkamegosztás hatékonyabbá teszi a növényi maradványokból történő bioüzemanyag-gyártást

A „csapatmunka” hatékonyabbá teszi a bioüzemanyag-előállítást: amerikai kutatók egy olyan gombát és baktériumot használtak fel, amelyek együtt a bioüzemanyagként használt izobutanollá alakítják át a kukoricaszárat és más kemény növényi maradványokat. Ezekkel a mikrobákkal az eddigi legnagyobb hatékonyságot érték el az átalakítási folyamat során.



Bioüzemanyag előállítása gomba és baktérium segítségével a bioreaktorban (Kép: © University of Michigan)

Világszerte még mindig keresik a kutatók az alternatív üzemanyagok gyártásának optimális módját. A növények a bioüzemanyagok ideális alapanyagai, mivel energiadús szénkötéseket tartalmaznak, amelyeket biodízellé, bioetanollá vagy más üzemanyagokká lehet átalakítani. Ezek gyártása azonban csak akkor ésszerű és fenntartható, ha a szükséges növények és termőterületek nem konkurálnak az élelmiszertermeléssel.

Ezért megfelelő módszer lenne a növényi hulladékok, például a szalma, faapríték és más olyan maradványok hasznosítása, amelyek a betakarítás vagy a fafeldolgozás során maradnak meg. „A biomasszából történő üzemanyag-előállítás az olaj alapú üzemanyagok ígéretes és fenntartható alternatívája” – nyilatkozta Jeremy Minty, az Ann Arbor-i székhelyű Michigan Egyetem kutatója. Ennek problémája azonban az, hogy a növényi hulladékok nagy mennyiségű lignocellulózt tartalmaznak, amely anyag keménnyé és stabillá teszi a növényi részeket, ugyanakkor biológiai és kémiai átalakításukat is megnehezíti.

Többek között ezért is emészthetetlenek az ember számára ezek a megfásodott növényi részek. Hogy ezt a stabil molekulát bioüzemanyaggá alakítsák, több lépésbõl álló folyamatra van szükség. Megfelelő enzimek szükségesek a lignocellulóz elágazó szerkezetének megbontásához, oldható cukrokra kell bontani, végül olyan segédanyagokra van szükség, amelyek a cukrokat a megfelelő üzemanyagokká alakítják, például az alkoholok csoportjába tartozó etanollá.

Mindeddig a tipikus módszer az volt, hogy egy olyan mikrobát tenyésztettek ki, amely az átalakítási folyamat minden szükséges lépéséhez megfelelő volt, azonban a „szupermikroba” létrehozására irányuló kísérletek csak korlátozottan jártak sikerrel. Többnyire a hatékonysággal volt a probléma.

Minty csapata más stratégiát követett: egy olyan rendszert fejlesztettek ki, amely két szervezet munkamegosztásán alapul. Egy gomba, a Trichoderma reesei, az első lépésben a stabil lignocellulóz láncokat cukrokká bontja. Ez a gombafaj a természetben gyakran megtámadja a fát, mivel rendelkezik a folyamathoz szükséges cellulózbontó enzimekkel. A második lépésben az Escherichia coli nevű baktérium kap szerepet. Ennek létezik már egy genetikailag módosított törzse, amely az oldható cukorból izobutanolt állít elő. Ebből az alkoholból az égés során még több energia szabadul fel, mint az etanolból, és csak 18%-kal kevesebb, mint a benzinből. Ezért hatékonyabb bioüzemanyag, mint az etanol, és ígéretes alternatívának számít.

A döntő kérdés az volt, mennyire hatékony a gomba és a baktérium együttműködése. Ennek megválaszolására a kutatók mindkét mikroorganizmust egy bioreaktorba helyezték előkezelt kukoricaszárral és -levelekkel együtt.  



A bioreaktor, amelyben a gombák és baktériumok izobutanolt állítanak elő. (Kép: © Joseph Xu / Michigan University)

Az eredmény: drága tápanyagok hozzáadása nélkül literenként 1,88 g izobutanol keletkezett. Ezzel a kemény növényi rostok bioüzemanyaggá alakítása során minden eddiginél nagyobb hatékonyságot értek el. A gomba és a baktérium közreműködésével a növényi anyagokból elméletileg kinyerhető energia 62%-át sikerült a gyakorlatban kivonni.

További előny, hogy a két mikroorganizmus kölcsönhatása stabilnak bizonyult. Egyikük sem került tartósan fölénybe, így nem zavarták az átalakításhoz szükséges egyensúlyt. A kutatók ezt a közöttük lévő speciális kapcsolatra vezetik vissza: a játékelmélet elnevezéseit használva egyikük „kooperáló”, a másikuk pedig „csaló”.

A gomba a kooperáló, mivel a növényi maradványokat cukrokká alakítja, és azt megosztja a baktériummal. A baktérium viszont kevésbé együttműködő: felhasználja a cukor egy részét, ám a gombának nem ad „cserébe” semmit. Így a baktériumok gyorsan fölénybe kerülhetnének, ám a gomba ezt megakadályozza: a cukormolekulákat közvetlenül a sejtfalnál állítja elő, ezzel biztosítva, hogy mindig elegendő jusson neki belőle.  

Így egyensúlyban maradnak, ami az egész rendszert stabillá teszi. Mivel mindketten megférnek egy bioreaktorban, kisebb a tőkeráfordítás és a működtetési költségek, és ez valószínűbbé teszi, hogy a módszer nagy léptékben is gazdaságosan működhet.

A kutatók azon dolgoznak, hogy még hatékonyabbá tegyék a rendszert. Ez többek között azáltal lenne elérhető, hogy növelik a két mikroba izobutanollal szembeni toleranciáját, mivel az nagy mennyiségben mind a gomba, mind a baktérium számára mérgező. Azonban az is lehetséges, hogy a gomba és a baktérium más bioüzemanyagot állítson elő. Ehhez a felhasznált E. coli törzset egy másikra kell kicserélni, amely a cukorból például etanolt állít elő.

(Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013; doi: 10.1073/pnas.1218447110)

Forrás: www.scinexx.de

Garamvölgyi Ágnes

Cikk értékelése: 
Szerző: Brigitte

Hozzászólások

Új hozzászólás

Filtered HTML

  • A webcímek és email címek automatikusan kattintható hivatkozásokká alakulnak.
  • Engedélyezett HTML jelölők: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <p>
  • A sorokat és bekezdéseket a rendszer automatikusan felismeri.

Plain text

  • A HTML jelölők használata nem megengedett.
  • A webcímek és email címek automatikusan kattintható hivatkozásokká alakulnak.
  • A sorokat és bekezdéseket a rendszer automatikusan felismeri.
CAPTCHA
Ezzel a feladattal teszteljük, hogy valódi látogató vagy-e.

Kapcsolódó cikkek

Az amerikai bioüzemanyag vállalatok úgy próbálnak meg hamarabb nyereségessé válni - egyben talpon maradni - hogy a vegyiparnak is szállítanak megújuló alapanyagokat.
A kiszolgált készülékekből az értékes nemesfémeknek csak 15%-át nyerik vissza
Elektromos hajtású szemétszállító autót fejleszt a Debreceni Egyetem.
Az új módszerrel hatékonyan szétválogatható a műanyag az újrahasznosításhoz

Friss hírek

E-hajtómű? Miért ne?

Építőmérnök állások

Környezetmérnök állások

Vegyészmérnök állások