Wierzby płaczące etanolem

Pierwszą w Polsce linię technologiczną do produkcji etanolu z surowców lignocelulozowych wykonał zespół kierowany przez dr. Michała Łuczyńskiego z Katedry Chemii Wydziału Kształtowania Środowiska i Rolnictwa UWM. Surowiec lignocelulozowy to nic innego jak drewno, najchętniej z wierzb i topoli, bo to drzewa szybkorosnące i mające małe wymagania glebowe. Można je sadzić na nieużytkach i w ten sposób nie konkurują z uprawami rolniczymi. Są to rośliny pionierskie, zadowolą się byle czym, a do użyźniania ziemi pod ich uprawę można użyć niechcianych przez nikogo osadów z oczyszczalni ścieków. O tym, że można robić spirytus z drewna wiedziano już przed II wojną światową. Na czym zatem polega nowatorstwo kortowskiej linii technologicznej?

– Z drewna w wyniku suchej destylacji, czyli pirolizy, otrzymuje się alkohol metylowy – silną truciznę niezdatną do picia. My otrzymujemy alkohol etylowy w wyniku innego procesu. Jego innowacyjność polega na zastosowaniu kwasu ortofosforowego w procesie obróbki wstępnej – wyjaśnia mgr Kamila Orlińska, doktorantka z Katedry Hodowli Roślin i Nasiennictwa na WKŚiR, członkini zespołu, który opracował linię.

Kortowska linia technologiczna, na razie laboratoryjna, wykorzystuje zrębki wierzbowe. Miele się je na trociny, a następnie podgrzewa w wysokiej temperaturze z dodatkiem różnych związków chemicznych, których zadaniem jest uwolnienie uwięzionych w drewnie cukrów. A jest ich tam bardzo dużo. Do uwolnionych cukrów złożonych – celulozy, hemiceluloz i ligniny – dodaje się następnie enzymy, których zadaniem jest rozłożenie ich na jeszcze prostsze. Od tego momentu zaczyna się bardzo dobrze znany wszystkim proces fermentacji alkoholowej, a po jego zakończeniu – destylacja. To wszystko odbywa się właśnie na linii technologicznej przygotowanej przez kortowskich uczonych. Finałowym produktem jest etanol, który nawet trochę pachnie drewnem.

– Produkcja etanolu tą metodą na tę chwilę nie jest opłacalna. Dlatego szukamy zastosowania dla tego, co pozostaje po produkcji etanolu, czyli dla substratu. Można go używać jako nawozu, wsadu do biogazowni lub do produkcji polimerów biomedycznych wykorzystywanych w przemyśle farmaceutycznym – wyjaśnia mgr Kamila Orlińska.

Im więcej zastosowań dla produktów powstałych w procesie wytwarzania etanolu, tym większa opłacalność całej linii technologicznej. Orlińska szuka sposobu zwiększania wydajności procesu fermentacji. Problem bowiem polega na tym, że jego wydajność zwiększają enzymy, które są bardzo drogie. Im więcej enzymów, tym więcej alkoholu, ale i koszty większe.

– Naszą instalacją interesuje się jeden z polskich koncernów paliwowych – informuje prof. Janusz Gołaszewski, kierownik Centrum Badań Energii Odnawialnej UWM, koordynator prac nad zintegrowanymi technologiami wytwarzania paliw i energii z biomasy, odpadów rolniczych i innych, realizowanych w ramach strategicznego programu NCBR „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii”.

Na to zadanie, oprócz gotowej już linii do produkcji etanolu z drewna, składają się jeszcze prace nad technologią wytwarzania biogazu z odpadów rolniczych i gorzelnianych oraz nad technologią otrzymywania oleju napędowego z glonów. One także są już bardzo zaawansowane i potencjalne produkty rynkowe powinny się ujawnić przed końcem 2015 r. Te 3 zadania naukowe, tzw. część „bio” programu strategicznego, których liderem jest UWM, a kierownikiem prof. Gołaszewski, są realizowane przez przedstawicieli 7 wydziałów uczelni. W pracach uczestniczą też zespoły badawcze z 10 innych polskich uczelni lub instytutów naukowych.