Comunica
experienta Clubagricultura.ro
Email RSS Facebook

Biorafinariile, uzinele viitorului. Unitatile de productie care folosesc sisteme biologice, pentru a cataliza transformarile chimice de baza

de Teodor Vintila la 20 Iul. 2011

Tags: biorafinarii, biotehnologii, procesarea graului, alcool din cereale, etanol din cereale, bioetanol


Distileriile traditionale sunt optimizate pentru producerea eficienta a unui singur produs, etanolul. O foarte mica importanta se acorda subproduselor obtinute in urma procesului de fabricatie, chiar daca acestea pot consitui peste o treime din materia prima. Datorita importantei crescande acordate economicitatii procesului si necesitatii controlului riguros al managementului deseurilor rezultate dintr-un proces de fabricatie si a impactului asupra mediului, a devenit critica reactualizarea proceselor de baza aplicate in industria etanolului.


Termenul de biorafinarie a fost folosit pentru a descrie capacitatile de productie care folosesc sisteme biologice (fermentatii microbiene si conversii enzimatice) pentru a cataliza in mod eficient transformarile chimice de baza care au loc in acel sistem de productie. Biorafinariile pot fi considerate ca fiind capacitati de productie foarte adaptabile, care nu se limiteaza doar la obtinerea unui singur produs si care pot procesa o varietate de materii prime, pot folosi diferite procese pentru a obtine o varietate larga de produse, cu obtinerea unei cantitati minime de deseuri.

In locul abordarii proceselor traditionale care obtin unul sau doua produse (etanol si borhot), dintr-un singur substrat, este important sa valorificam sistemele care obtin diferite produse din mai multe substrate.

Valoarea economica a unei biorafinarii rezida din adaptabilitatea ei, in functie de cerintele pietei. Exista si alte motive care fac atractiv conceptul de biorafinarie, in special problemele de protectie a mediului.

Astfel, biotehnologia poate fi aplicata pentru a proiecta biorafinarii cu emisii 0 de gaze cu efect de sera, eficiente din punct de vedere al consumului de energie si apa si, totusi, destul de flexibile pentru a furniza in mod profitabil produse utile din substrate ieftine si accesibile. Majoritatea fabricilor de etanol folosesc ca materie prima amidon sau zaharoza din cereale sau trestie de zahar ca substrat de baza pentru producerea etanolului. Glucidele fermentescibile sunt obtinute din polizaharidele continute de aceste materiale, prin diferite tratamente termice si enzimatice. insa, in ultimul timp, se pune accent pe folosirea biomasei lignocelulozice (BLC) ca materie prima in industria etanolului.

BLC reprezinta sursa cea mai abundenta de polizaharide de pe glob, insa este mai dificil de degradat decat amidonul, pentru a obtine glucide fermentescibile. BLC reprezinta o sursa regenerabila si sustenabila de energie sau percursori pentru industria chimica sau alimentara.

Cercetarile din ultimii ani au dus la dezvoltarea unor sisteme enzimatice care descompun lignoceluloza la glucide simple, la aplicarea unor tratamente termochimice care pretrateaza BLC, facand substratul mult mai accesibil enzimelor, si la obtinerea prin inginerie genetica de noi tulpini de microorganisme capabile sa fermenteze si pentozele derivate din hemiceluloza. Alte materii prime care pot fi procesate in biorafinarii sunt: subproduse din industria amidonului si glucozei, lactoza din zer, plante ierboase energetice, sau chiar deseuri orasenesti sau din industria alimentara.

Subprodusele derivate in mod traditional din industria alcoolului au o valoare intrinseca de produse alimentare sau furajere sau de materii prime pentru alte industrii. Valoarea acestor materiale este de multe ori determinata de pretul produselor competitive din industria petroliera.

Cele mai importante subproduse ale industriei de alcool sunt reprezentate de cerealele distilate uscate, sau borhot uscat (distillers dried grains, DDG), si cerealele distilate uscate cu substante solubile (distillers dried grains with solubles, DDGS). Aceste produse contin reziduurile rezultate dupa procesele de macinare si triere a materiei prime, fermentatie si distilare a alcoolului.

Astfel, aceste subproduse sunt supuse tratamentelor enzimatice, mecanice si termice din cursul procesului de productie, ceea ce le confera o digestibilitate ridicata, continut ridicat in fibre si proteine valoroase pentru hrana animalelor. Cerealele distilate (borhotul) sunt considerate subprodusul standard al procesului de obtinere a alcoolului, insa calitatea lor poate sa varieze mult. O oportunitate in dezvoltarea conceptului de biorafinarie poate fi folosirea inovativa a acestor subproduse. Utilizarea DDGS ca sursa proteica pentru hrana animalelor conduce spre abordarea unor strategii care sa mareasca continutul in proteina al acestora, sa imbunatateasca digestibilitatea proteinelor si sa imbunatateasca compozitia in aminoacizi esentiali a acestora.

Exista cateva metode de imbunatatire a valorii nutritive a DDGS. O metoda consta in suplimentarea cu aminoacizi, vitamine si minerale pentru completarea valorii nutritive a acestor subproduse. Valoarea economica a unor astfel de strategii poate fi reflectata prin imbunatatirea performantelor animalelor.

Studii recente, in care s-a aplicat strategia suplimentarii cu aditivi, au aratat o recuperare a investitiei de 3:1 in urma imbunatatirii productiei vacilor de lapte.

O alta strategie de imbunatatire a valorii subproduselor de uz furajer este tratarea enzimatica a DDGS. Digestibilitatea proteinelor si a fibrelor continute de acestea este scazuta. Estimari recente arata ca disponibilitatea aminoacizilor limitativi din DDGS incluse in dieta suinelor este in jur de 65%.

Tratamentele enzimatice ale acestor furaje pot mari disponibilitatea aminoacizilor de la 65 la 90%, iar valoarea economica a DDGS poate creste cu 20–30%. Cel mai eficient mod de a imbunatati valoarea cerealelor distilate se pare a fi expunerea lor unui sistem mai complex de transformare, aplicand un proces de fermentatie secundara. Astfel de procese folosesc tulpini selectionate de fungi si bacterii cu ajutorul carora sunt dirijate procese fermentative scurte, in care echipamentul enzimatic al microorganismelor continua procesul de digerare a biomasei vegetale.

Aceste procese duc la cresterea continutului proteic, continutului in lizina si a digestibilitatii proteinelor; pot duce la scaderea continutului in celuloza si la marirea valorii energetice a furajelor.

Astfel de fermentatii dirijate, care maresc continutul proteic de la circa 30% pana in jur de 45%, imbunatatesc disponibilitatea aminoacizilor de la 65 la 90%, maresc continutul in lizina (de la 1,35 la 2,7%), pot duce la imbunatatirea cu 60% a valorii economice a DDGS folosite ca furaj.

Exista un numar mare de produse comerciale obtinute prin biotransformare in urma activitatii metabolice a microorganismelor vii. Multe dintre aceste produse sunt obtinute in cadrul unor sisteme fermentative bine definite, care convertesc materii prime cu valoare scazuta in produse comerciale cu valoare ridicata, sau precursori folositi in alte procese industriale. Aplicarea inovativa a proceselor fermentative si tratamentelor enzimatice intr-un proces de productie integrat poate constitui principalul mod de dezvoltare a unor biorafinarii flexibile, versatile si profitabile.

Viitorul multor fabrici de producere a alcoolului va depinde de abilitatea lor de a se adapta rapid la schimbarile in ceea ce priveste pretul materiei prime si de a obtine produse cu valoare adaugata. Dezvoltarea unor sisteme flexibile de biorafinarie, care sa permita folosirea unor materii prime variate si care sa prezinte abilitatea de a produce mai multe produse adiacente cu valoare adaugata, trebuie sa fie ideea centrala in determinarea valorii unui sistem industrial de producere a alcoolului.

Biotehnologia ofera instrumentele necesare dezvoltarii acestor sisteme biologice ingineresti integrate aplicate in biorafinarii.


Autor: Teodor Vintila



Ultima ora:





Da, doresc să descarc GRATUIT cadoul si să primesc informaţii despre produsele, serviciile, evenimentele etc. oferite de Rentrop & Straton

Termeni si conditii de utilizare a site-ului Nota de informare

Abonare newsletter Aboneaza-te GRATUIT la Newsletter-ul Clubagricultura.ro pentru a primi cele mai proaspete informatii si analize referitoare la subiectele care te intereseaza!

Comentarii
0 comentarii




 
Sectiuni
  • Actualitate
  • agroturism
  • Boli si daunatori
  • Cultura mare
  • Culturi de camp
  • Fonduri europene
  • Legislatie agricola
  • Legumicultura
  • Meteo
  • Plante medicinale
  • Pomicultura
  • Preturi inputuri agricultura
  • Remedii naturiste
  • Sere si solarii
  • Subventii
  • Tehnologii agricole
  • Tratamente fitosanitare
  • Viticultura
  • Zootehnie
  • Hobby gradinarit
Video club