Echipa de biotehnologi de la USAMVB Timişoara a fost desemnată câştigătoare a locului întâi în competiţia naţională de idei inovative pentru protecţia mediului „Climate Launchpad” şi va reprezenta România la finala internaţională.
Camera de Comerţ, Industrie şi Agricultură Timiş a găzduit în data de 22 august 2017 competiţia finală a Programului „Climate Launchpad”, în calitate de partener oficial în România. La Finala Naţională a Competiţiei de Idei au participat 28 de echipe, alături de altele aproape o mie dintr-un total de 35 de ţări din întreaga lume. Din cele 28 de echipe, au fost selecţionate opt. Aceste echipe au beneficiat de instruire din partea CCIAT Timişoara şi a echipei internaţionale Climate Launchpad în ceea ce priveşte modul de prezentare a ideii în faţa unui potenţial client sau investitor. La finalul sesiunii de instruire, cele opt echipe şi-au prezentat ideile respectând acelaşi format impus de programul Climate Launchpad, în faţa unui juriu format din specialişti în economie şi afaceri.
Un domeniu dinamic, studiat şi bine dezvoltat
Câştigătorii locului I – Sweet Circular Refinery – sunt o echipă de specialişti în domeniul biotehnologiei de la Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară a Banatului din Timişoara, formată din cadre didactice, cercetători şi studenţi la specializarea Biotehnologii Agricole din această universitate. Specializarea din cadrul Facultăţii de Zootehnie şi Biotehnologii a produs de-a lungul anilor specialişti care şi-au dezvoltat cariere în domenii conexe agriculturii sau sănătăţii, precum: reproducţia animalelor, clinici de obstetrică-ginecologie umană, laboratoare de cercetare, clinice şi de diagnostic, nutriţia animalelor, microbiologie, procesarea produselor de origine animală şi vegetală etc.
Un domeniu foarte dinamic în zilele noastre, care este nu doar studiat, ci şi dezvoltat la această facultate, este cel al biotehnologiilor industriale, aplicate în special în zona biocombustibililor, biorafinăriei şi a managementului sustenabil al bioresurselor. Laboratorul condus de subsemnatul, absolvent al aceleiaşi facultăţi, este specializat în acest domeniu al biotehnologiilor industriale. Progresele aduse de acest laborator în domeniu s-au concretizat prin proiecte de cercetare, brevete în domeniul însilozării plantelor, extracţiei zahărului din sfeclă, instalaţiilor de biogaz, iar ultimul brevet se referă la un proces de biorafinare completă a plantelor pentru a produce biocombustibili, materii prime pentru alte industrii şi îngrăşământ organic. Cu această idee echipa a participat la finala naţională şi a fost desemnată pe locul întâi în competiţia Climate Launchpad. La dezvoltarea acestui proces inovativ de biorafinare şi-au mai dat concursul cadre didactice şi cercetători: Nicolae Popa, Dumitru Popescu, Radu Şumălan, Iosif Gergen, Kornel Kovacs, studenţii: Alexandra Ferencz, Vasile Ovidiu, Ştefania Ţola, Silvia Giurgiu, Roxana Bunea, acum proaspeţi ingineri biotehnologi, şi fermierul Gheorghe Vasinc din Micăsasa, jud. Sibiu, pentru loturile demonstrative de sorg zaharat. Alta Seeds este furnizorul de material biologic (sămânţa de sorg zaharat).
Ce aduce nou acest proces inovativ?
Invenţia descrie un procedeu integrat de biorafinare a plantelor zaharoase pentru obţinerea de biocombustibili, alţi biocompuşi şi bioproduse utilizabile în industria energiei regenerabile, industria chimică, industria alimentară, biotehnologia industrială şi în agricultură. Noul procedeu de biorafinare a plantelor zaharoase dezvoltat la Timişoara asigură următoarele avantaje:
– Prin înlănţuirea celor trei procese principale: (1) fermentarea alcoolică a zaharurilor extrase din plantele zaharate, (2) hidroliza enzimatică şi fermentarea bagasei rezultate după extracţia zaharurilor şi (3) digestia anaerobă a reziduurilor de la hidroliză şi fermentare cu producere de biogaz, producţia totală de energie este maximizată, iar la finalul procesului se obţine îngrăşământ organic.
– Foloseşte ca aditiv de conservare a zaharurilor şi ca agent de extracţie a acestora din biomasa de plante zaharoase un produs obţinut in situ (în cadrul biorafinăriei);
– Aditivul de conservare şi agentul de extracţie se recuperează din materialul însilozat şi poate fi refolosit la următoarele extracţii;
– In timpul conservării şi extracţiei zaharurilor din biomasa de plante zaharoase, aditivul are şi efect de pretratare a biomasei lignocelulozice, astfel încât nu este necesară o altă etapă de pretratare a biomasei lignocelulozice înainte de hidroliza enzimatică a celulozei pentru obţinerea de zaharuri fermentescibile.
– Cantitatea de biogaz obţinută din reziduurile de la fermentarea alcoolică a plantelor zaharoase este mai mare decât cea extrasă din plantele nesupuse fermentării alcoolice.
Studiu de caz – sorgul zaharat
Sorgul zaharat – Sorghum bicolor (L) Moench – este o sursă alternativă de zaharuri, mai puţin utilizată în comparaţie cu trestia de zahăr şi sfecla de zahăr. Principalul motiv pentru care ultimele două plante sunt folosite pe scară largă ca materie primă în industria de profil este compoziţia zaharurilor prezente în aceste plante: dacă în trestia şi sfecla de zahăr zaharoza se găseşte în proporţie de circa 90% raportat la zaharurile totale, iar restul este reprezentat de glucoză şi fructoză, în sorgul zaharat zaharurile se găsesc în diferite proporţii, variind de la raporturi egale de zaharoză/glucoză/fructoză, la raporturi asemănătoare cu cele din sfecla şi trestia de zahăr. Această compoziţie heterogenă a zaharurilor acumulate în tulpinile de sorg zaharat fac ca sucul extras din acestea să nu se preteze la obţinerea de zahăr alimentar, deoarece procesul de cristalizare nu se poate aplica cu rezultate satisfăcătoare în acest caz. Cu toate acestea, sorgul zaharat se foloseşte în unele ţări ca materie primă pentru obţinerea de sirop cu rol de îndulcitor. Totuşi, o importanţă mult mai mare o reprezintă utilizarea sorgului zaharat ca sursă importantă de zaharuri fermentescibile pentru biotehnologia industrială. Prin fermentarea zaharurilor extrase din plantele zaharoase se pot obţine, cu ajutorul microorganismelor, o serie de biocompuşi şi bioproduse de uz industrial, farmaceutic sau agricol (alcooli, acizi organici, aminoacizi, proteine, antibiotice, medicamente etc.). Dintre toate produsele de biosinteză microbiană, etanolul este produs în cea mai mare cantitate pe plan mondial.
Echipa “Sweet Circular Refinery” a demonstrat că:
– Zahărul poate fi conservat în plantele zaharoase (inclusiv sfecla de zahăr) cel puţin 12 luni. Aceasta înseamnă o reducere a costurilor cu producţia zahărului prin diminuarea costurilor de investiţii – fabrici mai mici pot procesa aceeaşi cantitate de plante care sunt prelucrate în sistemul actual în timpul ”campaniilor” de 3-4 luni de producere a zahărului.
– Se pot obţine produse biochimice cu randament ridicat şi fără pretratări fizico-chimice din reziduurile rezultate după extracţia zahărului (bagasa de trestie sau sorg, borhotul de sfeclă). Aceste produse se numesc ”de generaţia a doua” în limbajul de specialitate şi pot fi biocombustibili (etanol, butanol), materii prime pentru industria chimică, inclusiv mase plastice (de exemplu PLA – polimer de acid lactic).
– Reziduurile rezultate după obţinerea acestor produse biochimice de generaţia a doua sunt excelente materii prime pentru producerea de bio-energie prin tehnologia biogazului.
– Digestatul rezultat după producerea biogazului este un îngrăşământ organic valoros care se poate administra pe acelaşi sol pe care s-au obţinut plantele zaharoase sau pe alte soluri.
Detalii despre proiect găsiţi la http://climatelaunchpad.org/finalists/sweet-circular-refinery/.
CÂŞTIGĂTORII COMPETIŢIEI NAŢIONALE DE IDEI INOVATIVE
Locul I – Sweet Circular Refinery – Teodor Vintilă;
Locul II – Plantonica – Voicu Stănese;
Locul III – Bioshade – Răzvan Andrei Vasiu.
Finala internaţională, la care sunt înscrise 35 de ţări, majoritatea din Europa, dar şi din alte părţi ale lumii, ca Australia sau Kenia, se va desfăşura în Cipru, la Limasol, în 17-18 octombrie 2017.
SCHEMĂ: SCHEMA BIORAFINĂRIEI PLANTELOR ZAHAROASE (STUDIU DE CAZ – SORGUL ZAHARAT)
Articol publicat in revista Ferma nr. 17 (200) (1-15 octombrie 2017)
