Turun yliopiston tutkijat kehittävät pitkäkestoista uusiutuvien kemikaalien ja polttoaineiden tuotantoa yhteyttävien mikro-organismien avulla.
Syanobakteereja hyödyntämällä tutkijat onnistuivat luomaan jatkuvatoimisen järjestelmän, joka tuottaa etyleeniä selvästi enemmän kuin perinteinen suspensiokasvatus.
Monet nykyiset yhteyttävät tuotantojärjestelmät perustuvat suspensiokasvatuksiin, jotka vaativat suuria määriä vettä. Lisäksi prosessia on sekoitettava, jotta solut altistuvat valolle tasaisesti.
Erikoistutkija Sergey Kosourovin mukaan tämä heikentää valon käytön tehokkuutta ja vaikeuttaa teknologian skaalaamista teolliseen käyttöön.
Apuna nanosellukalvot
Parantaakseen prosessin tehokkuutta turkulaistutkijat sitoivat syanobakteereja nanoselluloosakalvoihin. Nämä biofilmit toimivat biohybridisinä elävinä katalyytteinä.
Solut yhteyttävät ja tuottavat haluttua kemikaalia ilmakehän hiilidioksidista. Niitä ympäröivä materiaali taas ylläpitää kosteutta ja edistää valon kulkeutumista.
”Merkittävä edistysaskel on se, että yhdistimme muokatut yhteyttävät solut tukimateriaaleihin ja kehitimme toimivia eläviä järjestelmiä kemikaalien tuotantoon”, sanoo tutkimusta johtava professori Yagut Allahverdiyeva-Rinne.
Tuotanto pyöri yli neljä kuukautta
Tutkijat testasivat etyleeniä tuottavia syanobakteereja sisältäviä nanoselluloosakalvoja biofilmireaktorissa. Kalvot pysyivät kosteina ja olivat kosketuksissa reaktorin kaasufaasiin, mikä mahdollisti etyleenin vapautumisen ja talteenoton.
Syanobakteeribiofilmit säilyivät aktiivisina yli neljän kuukauden ajan ja tuottivat jopa noin kaksinkertaisen määrän etyleeniä verrattuna vastaaviin suspensiokasvatuksiin.
Tutkijat arvioivat myös nanoselluloosamateriaalien biohajoavuutta ja osoittivat, että ne voidaan kierrättää tuotantovaiheen jälkeen.
Seuraava askel on skaalata pienten laboratoriobiofilmien suorituskyky suurempiin ja luotettaviin tuotantojärjestelmiin. Tämä edellyttää solujen, materiaalien ja reaktorien yhteensovittamista niin, että valo, vesi ja hiilidioksidi jakautuvat tehokkaasti myös suuremmassa mittakaavassa.
Turkulaistutkimuksen julkaisi Trends in Biotechnology -lehti.
Päivi Ikonen
Aiheesta aiemmin:
Arvokasta biomassaa jäteveden voimalla – Turun yliopisto perusti levänkasvatuslaitoksen
Kestävän bioteknologian ja vihreän kemian tutkija palkittiin
Syanobakteereista tehty biofilmi tuottaa kestävää etyleeniä
Fotosynteettiset solutehtaat toimivat nanosellussa
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!
