Zbog klimatskih promjena i iscrpljivanja zaliha fosilnih goriva postoji velika potreba za pronalaskom alternative nafti kao pogonskom gorivu. U ovom je radu dan pregled proizvodnje druge generacije ...bioetanola, koja se od prve generacije te narednih generacija razlikuje u iskorištavanju lignoceluloze kao sirovine. Opisani su sastojci lignocelulozne biomase, kao što su celuloza, hemiceluloza i lignin, te koraci u tehnološkom postupku, uključujući prethodnu obradu, enzimsku hidrolizu, fermentaciju, destilaciju i dehidraciju. Prethodnom obradom povećala se površina ugljikohidrata potrebna za enzimsku saharifikaciju, te se smanjilo nastajanje inhibitora. Enzimskom se hidrolizom oslobađaju fermentabilni šećeri, koji se djelovanjem mikroorganizama prevode u etanol. Hidrolizati dobiveni prethodnom obradom i enzimskom hidrolizom sadržavaju različite šećere, a najviše glukoze i ksiloze. Za fermentaciju oba šećera neophodni su genetički modificiranimikroorganizmi. Suvišak štetnih inhibitora poput slabih organskih kiselina, derivata furana i fenolnih spojeva može se ukloniti iz hidrolizata detoksikacijom prije fermentacije. Za učinkovitu provedbu saharifikacije potrebno je omogućiti istodobnu aktivnost egzogenih hemicelulaza i enzima što razgrađuju celulozu. Konvencionalni sojevi destilerijskog kvasca ne mogu fermentirati pentozu u etanol, a samo nekoliko prirodnih mikroorganizama, uključujući sojeve kvasaca Candida shehatae, Pichia (Scheffersomyces) stipites i Pachysolen tannophilus, imaju sposobnost razgradnje ksiloze u etanol. Enzimska hidroliza i fermentacija mogu se provesti na nekoliko načina, uključujući zasebnu saharifikaciju i fermentaciju, te simultanu saharifikaciju i fermentaciju. Mikroorganizmi koji fermentiraju pentozu mogu se proizvesti genetičkim inženjerstvom, i to umetanjem gena za kodiranje ksiloze u metabolizam odabranog mikroorganizma radi optimiranja iskorištenja ksiloze iz hidrolizata.
Proizvodnja bioetanola, kao obnovljivoga goriva, dosad se uglavnom temeljila na sirovinama na bazi jednostavnih šećera ili škroba. Međutim, budući da se te sirovine koriste u ljudskoj prehrani i ...ishrani životinja, proizvodnja bioetanola iz istih smatra se neekonomičnom. Stoga je cilj buduću proizvodnju bioetanola temeljiti na lignoceluloznoj biomasi, odnosno na sirovinama poput poljoprivrednih i šumskih ostataka. Lignocelulozna biomasa po sastavu se sastoji od lignina, hemiceluloze i celuloze. Upravo kompleksnost strukture lignocelulozne biomase uvjetuje primjenu različitih tipova predtretmana, koji prethode procesu hidrolize celuloze i hemiceluloze na fermentabilne šećere. Predtretmani mogu biti fizikalni (mehaničko usitnjavanje, piroliza), fizikalno-kemijski (autohidroliza, eksplozija u tekućem amonijaku, eksplozija u CO2), kemijski (ozonoliza, kiselinska hidroliza, alkalna hidroliza, oksidativna delignifikacija) i biološki (pomoću mikroorganizama).
PDF
