Dissertare

Alcuni ricercatori hanno cercato di migliorare il biocarburante, partendo da un “brodo di fermentazione“, che è abbastanza simile a quello che viene impiegato nella produzione della birra, anche se non è proprio la birra che è buona da bere, da cui poter ricavare dell’ottimo carburante, l’etanolo. Largus Angenent, professore associato di ingegneria biologica ed ambientale, ha condotto questo studio, che è stato pubblicato online il 13 giugno dal Royal Society of Chemistry Journal, nella sezione Energia e Scienze Ambientali. La ricerca è stata sostenuta anche dal Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti.

Utilizzando un miscuglio di microbi per una serie di specifiche reazioni chimiche e biologiche, alcuni ingegneri hanno progettato un nuovo processo per la produzione dell’etanolo, impiegando un acido carbossilico, che è un precursore del versatile carburante. Questo nuovo sistema di produzione potrebbe integrarsi perfettamente anche nelle linee di produzione dell’etanolo  già esistenti.

L’etanolo è già ampiamente utilizzato come uno dei biocarburanti attualmente impiegato, ma è piuttosto costoso da produrre, in quanto è solubile in acqua e per produrlo il processo richiede una fase di distillazione, che comporta un’elevata spesa di energia per il processo produttivo industriale.

Di solito, la produzione  dell’etanolo impiega, come base produttiva, il mais. L’etanolo viene prodotto in grandi silos di fermentazione, dove gli enzimi convertono l’amido di mais in zucchero, e, successivamente, il lievito converte lo zucchero in etanolo. In questo studio, il “brodo di fermentazione” sperimentato risulta chimicamente identico alla birra, ma non può essere impiegato per una produzione di birra, visto che questo brodo non è accettabile (ad esempio, la produzione della birra richiede che il lievito sia filtrato, cosa che nello studio non è stata fatta). Il gruppo di ricercatori guidati da Angenent ha convertito biologicamente questo “brodo di fermentazione” sperimentato  in etanolo n-caproico, impiegango un “mix microbico” che ha convertito le unità di carbonio-carbonio in 6 aminoacidi a catena.

“Con i carburanti si vuole avere catene di carbonio abbastanza lunghe. L’etanolo ha due atomi di carbonio con cui è possibile alimentare una macchina, ma non un aereo, visto che non risulta abbastanza densa” ha detto Angenent. L’acido caproico risulta maggiormente vantaggioso rispetto all’etanolo perchè è una sostanza idrofobica che assomiglia a goccioline di olio; questa sostanza facilita la separazione dall’acqua durante il processo di purificazione. Risulta anche molto più versatile, con un potenziale utilizzo in svariate applicazioni quali l’alimentazione animale o come agente antimicrobico.

Per i loro esperimenti, i ricercatori hanno usato recipienti la produzione dell’etanolo per fermentare il brodo di simil-birra. Nel laboratorio, sono stati impiegati i serbatoinei quali sono stati mescolati gli ingredieti del brodo di fermentazione, con quello che gli scienziati definiscono una comunità microbica aperta, ovvero una sorta di miscuglio di miliardi di microbi di specie diverse, come quelle che si trovano nell’intestino umano. Alcune di queste specie possono essere identificate con sequenze di geni, ma non tutto nella comunità dei microbi è noto.

Una scoperta chiave è stata quella di capire come controllare il pH e la temperatura del brodo, in modo che estraendo il caproico, contemporaneamente con la produzione, i ricercatori potessero produrre abbastanza acido, senza sacrificare nulla della conversione in metano. Gli scienziati avevano dubitato che una comunità microbica aperta, come quella impiegata potesse produrre sostanze utili, oltre alla produzione di metano, ma Angenent sta dimostrando che invece si riesce ad ottenere prodotti utili. “Siamo in grado di modellare la comunità microbica in modo da ottenere i prodotti che vogliamo” ha commentato.