PDF Basket
Aby znacznie obniżyć emisję szkodliwych substancji i wspierać stosowanie bardziej ekologicznych procesów przemysłowych, Europa rozpoczęła transformację w kierunku biogospodarki. Oznacza to zastąpienie procesów chemicznych opartych na paliwach kopalnych procesami biologicznymi wykorzystującymi zasoby odnawialne.
W związku z tym zespół finansowanego ze środków UE projektu FALCON wskazał ligninę jako potencjalne źródło paliwa oraz alternatywny składnik chemikaliów przemysłowych. Lignina występuje w ścianach komórek drewna i jest również organicznym produktem ubocznym procesu wytwarzania bioetanolu. Według prognoz naukowców ilość takich odnawialnych odpadów organicznych miała wzrosnąć w związku z budową kolejnych zakładów produkujących bioetanol.
„Gdy w 2017 roku rozpoczynaliśmy realizację tego projektu, naszym głównym celem było przekształcanie ligniny w paliwo żeglugowe”, wyjaśnia Ronald de Vries, koordynator projektu FALCON oraz kierownik grupy badającej fizjologię grzybów na Królewskiej Niderlandzkiej Akademii Sztuk i Nauk. „Przewidywano wówczas, że fabryki bioetanolu będą wytwarzać duże ilości odpadowego oleju ligninowego. Planowaliśmy opracować metody przetwarzania takich strumieni odpadów na biopaliwo przeznaczone dla statków. Zamierzenia tego nie udało nam się do końca zrealizować”.
Okazało się bowiem, że w ostatnich latach tempo powstawania nowych zakładów produkujących bioetanol było mniejsze, niż przewidywano. Ilości odpadowej ligniny potrzebne, by przekuć koncepcję produkcji paliwa żeglugowego w rentowną, globalną gałąź przemysłu, nie są jeszcze dostępne. „Choć udało nam się rozwinąć powiązaną technologię, tempo przemian społecznych okazało się zbyt wolne”, mówi de Vries.
Fabryki komórkowe oparte na grzybach
Natomiast prace związane z kolejnym aspektem projektu – fabrykami komórkowymi opartymi na grzybach, które umożliwią przekształcanie związków ligniny w chemiczne substancje pomostowe (ang. platform chemicals) – przebiegały znacznie szybciej, niż oczekiwano. Badania te polegały na wskazaniu komórek grzybów, które będzie można wykorzystać jako „instalację biologiczną” do przetwarzania odpadowej ligniny na surowce chemiczne.
Takie związki chemiczne pochodzenia biologicznego mogą być stosowane w produkcji kosmetyków, farmaceutyków i tworzyw sztucznych, szczególnie jeśli weźmie się pod uwagę, że grono klientów, którzy oczekują produktów opartych na składnikach pochodzących z odnawialnych źródeł, stale rośnie.
„Na początku prace ograniczały się właściwie do kreatywnego myślenia”, dodaje de Vries. „Zaczynaliśmy od zera, ale udało nam się zidentyfikować szczepy grzybów, które można wykorzystać jako fabryki komórkowe. W oparciu o nasze badania nad związkami pochodzenia biologicznego złożyliśmy już dwa zgłoszenia patentowe. Opisane w nich rozwiązania są już stosowane w przemyśle do wytwarzania wielu różnych produktów. Postępy, jakie poczyniliśmy, znacznie przekroczyły nasze oczekiwania”.
Organiczne związki chemiczne
Realizacja projektu FALCON już się zakończyła, a badacze szukają teraz firm chemicznych, które są zdolne i chętne do zwiększenia skali tej technologii. Starają się też opracować fabryki komórkowe umożliwiające przetwarzanie odpadowej ligniny w czyste, przydatne w przemyśle związki. De Vries podkreśla, że wprowadzenie tej technologii na rynek jest celem nadrzędnym.
„Lista podmiotów, które mogą wykorzystać takie związki pochodzenia biologicznego, jest niezwykle długa”, zauważa de Vries. „Obecnie analizujemy kilka szczególnych potencjalnych zastosowań, takich jak użycie tych związków w roli prekursorów żywic, smarów i tworzyw sztucznych. Ponadto koncentrujemy się na rynku żywności i pasz”.
Badając możliwości wykorzystania odpadowej ligniny w różnych łańcuchach wartości, zespół projektu FALCON wniósł znaczący wkład w transformację europejskiego przemysłu, której celem jest rezygnacja z procesów chemicznych opartych na surowcach kopalnych i zastąpienie ich procesami biologicznymi wykorzystującymi zasoby odnawialne. „Na naszym przykładzie widać korzyści, jakie przynoszą projekty europejskie skupiające się na kilku zagadnieniach”, mówi de Vries. „Sukces naszego zespołu pokazuje, jak ważne jest prowadzenie badań nad rozwiązaniami, które niekoniecznie są bliskie wprowadzenia na rynek. Tylko w ten sposób mogliśmy osiągnąć tak wiele”.