Thứ sáu, 17/05/2024 | 13:35 - GMT+7
Các nhà khoa học Anh đã tìm ra cách cải tiến quy trình sinh học để sản xuất nhiên liệu sinh học giá rẻ, thân thiện với môi trường.
07/08/2018 - 09:54Các nhà khoa học Anh đã tìm ra cách cải tiến quy trình sinh học để sản xuất nhiên liệu, nhựa, thuốc và mỹ phẩm. Nhờ có nghiên cứu này, việc sản xuất nhiên liệu sinh học giá rẻ, thân thiện với môi trường cũng như tái chế nhựa hiệu quả sẽ trở nên khả thi.
Quy trình xử lý sinh học sử dụng tế bào sống hoặc thành phần của tế bào sống để tạo ra nhiên liệu sinh học, nhựa, thuốc và mỹ phẩm mà thông thường đòi hỏi nhiều thời gian và chi phí để sản xuất.
Các nhà khoa học trong nghiên cứu cho biết họ có thể phân tách sinh khối từ thực vật với tốc độ nhanh gấp 30 lần hiện nay.
TS. Alex Brogan, Khoa Kỹ thuật hóa học, Đại học Hoàng gia London và các cộng sự đã biến đổi enzyme glucosidase, có tác dụng hỗ trợ phân tách carbohydrate trong sinh khối, ví dụ như xenlulô từ tế bào thực vật thành glucose. Sau đó, glucose được lên men để sản xuất etanol, một dạng nhiên liệu sinh học.
Khâu giải phóng glucose từ xenlulô tốn kém và mất nhiều thời gian nhất trong quy trình. Một phần nguyên nhân là do các enzyme thường ngừng hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao hơn 70°C và trong các dung môi công nghiệp như chất lỏng ion. Tuy nhiên, nếu enzyme có thể hoạt động ở nhiệt độ cao hơn trong chất lỏng ion, quy trình này sẽ diễn ra nhanh hơn.
Để tạo ra nhiều glucosidase, TS. Brogan và các cộng sự đã biến đổi cấu trúc hóa học của glucosidase, khiến nó chịu được mức nhiệt lên đến 137°C. Điều này cũng đồng nghĩa với việc các nhà khoa học có thể sử dụng enzyme trong chất lỏng ion để thay cho nước thường và chỉ cần sử dụng một thay vì ba loại enzyme. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc kết hợp tăng khả năng chịu nhiệt và hòa tan trong các chất lỏng ion của glucosidase khiến nó tạo ra được gấp 30 lần sản lượng glucose so với trước đây. Nếu kỹ thuật này được thực hiện trên quy mô lớn, phát thải cacbon từ nhiên liệu sẽ giảm khoảng 80 - 100%.
Nhiên liệu sinh học là nhiên liệu được tạo ra từ vật liệu sống như thực vật, còn gọi là sinh khối. Nhiên liệu sinh học tốt cho môi trường hơn so với các loại nhiên liệu hóa thạch như than đá và khí đốt vì chúng được sản xuất từ các nguồn tái tạo và thải ra ít CO2 hơn.
TS. Jason Hallett, đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: "Sử dụng nhiên liệu sinh học làm từ tinh bột ngô, cây và nguyên liệu thực vật khác cho xe cộ và thậm chí phát điện có thể giảm khối lượng lớn khí thải cacbon".
Nghiên cứu này có thể áp dụng cho nhiều loại enzyme khác, với nhiều ứng dụng khác như sản xuất nhiên liệu từ rác thải hay nhựa tái chế và làm cho quá trình xử lý sinh học trở nên hiệu quả hơn.
Ngọc Diệp (Theo https://phys.org)
Triển lãm trưng bày hàng trăm sản phẩm, giải pháp công nghệ, sản phẩm thành quả của áp dụng khoa học công nghệ đến từ các doanh nghiệp trong và ngoài nước, các sở, ngành, các viện, trường và các hội tự động hóa địa phương...
