Effektiv bioetanol från cellullosa

Växtbiomassa är den största förnybara organiska råvarukällan vi har på jorden. Men tekniken för att framställa biobränslen ur denna måste utvecklas om vi ska kunna dra nytta av den enorma, gröna produktionen.

I forskningsprogrammet MicroDrive vid SLU i Uppsala studerar man hur man ska kunna öka effektiviteten i framställningen av olika typer av biobränslen, exempelvis etanol. Ett av forskningsprojekten inom MicroDrive handlar om vilka växtnedbrytande enzymer man ska välja för att få ut så mycket jäsbart socker som möjligt ur olika typer av växter som odlas i Sverige, hur dessa enzymer kan framställas till en så låg kostnad som möjligt, vilken jästtyp som ger bäst etanolutbyte vid jäsningen och om mjölksyrebakterier kan förbättra jäsningsprocessen.

Idag framställs bioetanol huvudsakligen från odlade grödor som sockerrör, sockerbetor, vete och majs. Det går också att utvinna etanol ur cellullosarik växtbiomassa, främst restprodukter från jord- och skogsbruk. Den cellulosarika växtbiomassan måste dock förbearbetas för att man ska få ett rimligt utbyte av etanol. Detta kan göras med hjälp av starka syror eller enzymer som produceras av olika växtnedbrytande mikroorganismer i naturen.

Energin i växterna är främst bunden i cellväggarna i form av de långa sockermolekylerna cellulosa och hemicellulosa, samt i form av lignin (vedämne). Efter mekanisk och termokemisk bearbetning kan så mycket som 90 procent av främst cellulosan, men även en del av hemicellulosan, brytas ner till lösliga och jäsbara sockerarter, t.ex. glukos.

Denna så kallade hydrolys sker med hjälp av växtnedbrytande enzymer, som framställs med hjälp av odlade mikroorganismer. Det är framförallt svampar, som finns i naturen och som naturligt producerar dessa enzymer. Efter hydrolys till korta sockerarter kan man jäsa etanol av sockret med hjälp av olika typer av jästsvampar, exempelvis Saccharomyces cerevisiae, vanlig bagerijäst.