Etape biotehnologice urmărite: conservarea zaharurilor în plante pe perioada depozitării lor, extracția, fermentația zaharurilor la acid lactic pentru producția de bioplastic, hidroliza celulozei reziduale pentru producția de etanol de a doua generație și digestia anaerobă a reziduurilor pentru a produce biogaz și îngrășământ organic. Toate aceste etape sunt conectate în cascadă, obținându-se o biotehnologie circulară de rafinare a biomasei.

PROCES DEZVOLTAT LA USAMVB

Biorafinăria astfel aplicată implică biotehnologii inovatoare pentru conservarea și extragerea zaharurilor din plante zaharoase (cum este sorgul zaharat sau sfecla de zahăr), care permit procesarea materiei prime pe tot parcursul anului.

În plus, se elimină tehnologiile de pretratare clasice (poluante și consumatoare de energie) pentru obținerea de biocombustibili și produse biochimice de generația a doua.

Procesul dezvoltat la USAMVB Timişoara (vezi schemă) constă în conservarea zaharurilor prin însilozarea biomasei proaspăt recoltate în prezența unui aditiv de conservare, care în mod simultan conservă zaharurile în biomasa recoltată și îmbunătățește randamentele în ceea ce privește extracția zaharurilor (proces brevetat).

OBŢINEREA PRODUSELOR FINITE

Biorafinarea continuă cu recuperarea aditivului de conservare/extracție, fermentarea zaharurilor extrase pentru a produce etanol, acid lactic sau alte produse biochimice, hidroliza celulozei (fără o altă pretratare suplimentară), fermentarea hidrolizatului pentru a produce produse biochimice de a doua generație, digestia anaerobă a reziduurilor generate în etapele anterioare pentru a obține biogaz și îngrășământ organic.

Plantele zaharoase stochează zaharurile în diferite părți ale organismului vegetal, iar extracția acestor zaharuri permite folosirea lor în industria alimentară, biotehnologia industrială sau pot fi convertite în biocombustibili (etanol, butanol) și alți biocompuși (acid lactic, acetonă) utilizabili ca materii prime în industria chimică. Biomasa vegetală rezultată după extracția zaharurilor se supune digestiei anaerobe, obținându-se biogas (biometan) și îngrășământ organic (utilizabil în agricultură și horticultură).

CE VENITURI PUTEM OBŢINE?

1. ETANOL. Considerând prețul actual al etanolului la bursă de 2,16 USD/galon, adică 0,56 Euro/litru, o biorafinărie care produce 50.000 tone etanol/an, va avea venituri de 28 milioane Euro/an. Click AICI şi vezi preţul etanolului la bursă!

2. ACID LACTIC. O parte din zaharuri sunt fermentate în biorafinărie la acid lactic. Potrivit Markets&Markets, piața globală de acid lactic a fost de 1,1 miliarde USD în 2020 și se estimează că va ajunge la 2,1 miliarde USD până în 2025.

3. ACID POLILACTIC. Mărimea pieței globale a acidului polilactic (pentru bioplastic) este de circa 786 milioane USD în 2020 și se estimează că va ajunge la 1.756 milioane USD până în 2025. Prețul actual al acidului polilactic variază în funcție de piață între 2900 și 3970 USD/tonă. Dacă o parte din capacitatea biorafinăriei se axează pe producția de acid polilactic pentru bioplastic (circa 20.000 tone/an), veniturile din vânzarea acidului polilactic sunt, în medie, de 70 milioane Euro/an.

4. BIOENERGIE. Să nu uităm că reziduurile organice din biorafinărie pot fi convertite la bioenergie sub formă de biogaz și la îngrășământ organic care se întoarce în sol, închizând astfel ciclul economiei circulare. Veniturile din biometan și îngrășământ sunt greu de estimat, dar aduc un plus de profit!

IMPACTUL BIORAFINĂRIEI

1. Impact asupra mediului. Toate produsele obținute în biorafinărie înlocuiesc produsele similare obținute din rezerve fosile, reducând astfel emisiile de gaze cu efect de seră, iar prin obținerea de plastic biodegradabil se reduce impactul societății umane asupra mediului.

2. Impact social. Construirea de biorafinării va genera crearea de noi locuri de muncă, dezvoltarea zonelor agricole, utilizarea mai eficientă și mai inteligentă a bioresurselor, creșterea gradului de conștiență a societății în ceea ce privește valoarea intrinsecă a bioresurselor și rolul lor în bioeconomie.

CÂT COSTĂ INVESTIŢIA?

Costurile de investiție pentru o biorafinărie de capacitate industrială (de ex. 50.000 tone etanol lignocelulozic/an) se ridică la circa 100 milioane Euro. În cazul biorafinăriei de la Podari, jud. Dolj, o parte din costurile de investiție, 40 mil. Euro provin din fonduri europene.

Vezi cum arată biorafinăria de la Podari!

PROCESARE TOT TIMPUL ANULUI

Procedeul integrat de biorafinare permite procesarea biomasei de plante zaharoase (în special sorg zaharat) pe tot timpul anului, și nu doar în perioada imediat următoare recoltării. Această problemă este rezolvată prin însilozarea aditivată care face ca zaharurile să se conserve. Aditivul folosit are și rolul de a facilita extracția zaharurilor din tulpini pentru obținerea unui lichid cu conținut ridicat de zaharuri fermentescibile care pot fi convertite de către microorganisme la digeriți biocompuși în cadrul biorafinăriei.

Acidul lactic produs prin fermentarea zaharurilor poate fi utilizat pentru producerea de polilactonă, materie primă pentru producția de bioplastic biodegradabil (PLA).

Schema biorafinăriei cu biotehnologii aplicate în cascadă pentru obținerea unei bioeconomii circulare

Proiect finanțat cu sprijinul granturilor acordate prin mecanismul financiar

Norvegian 2014-2021, în cadrul „Programului de Energie din România”.

https://biocombustibil-tm.ro/res-circular/

un articol de

TEODOR VINTILĂ

USAMVB Timişoara