non alimentare, materiali legnosi (cioè biomassa lignocellulosica) è il più grande serbatoio rinnovabile di amidi fermentabili per sostituire i combustibili fossili. Può essere utilizzato per produrre polimeri e materiali a base biologica per qualsiasi tipo di prodotto – dai tappetini per lo yoga agli altoparlanti – così come per le vernici, biochimici, cosmetici, bioplastiche e biocarburanti.

Tra le diverse tecnologie disponibili per trasformare la biomassa lignocellulosica, la conversione biochimica è particolarmente interessante dal punto di vista ambientale perché richiede condizioni più miti (temperatura e pressione più basse, e ambiente meno acido o alcalino) rispetto ad altri processi di conversione.

I componenti chiave in una conversione di bioraffineria sono enzimi, che vengono utilizzati per abbattere le lunghe catene di zucchero e polimeri di lignina presenti nella biomassa in pezzi più piccoli. Gli enzimi sono necessari in tutte le fasi di questo processo e per qualsiasi tipo di materia prima. Perciò, le loro prestazioni hanno un grande impatto sul tempo e sui costi complessivi della conversione della biomassa. È stato calcolato che il pretrattamento della biomassa e l'idrolisi enzimatica da sole rappresentano circa il 70% dei costi totali di lavorazione della bioraffineria.

Estrarre zuccheri e lignina in modo più efficiente

Grazie ai fondi di ricerca europei del progetto BIOrescue, L'azienda finlandese MetGen ha sviluppato enzimi più efficienti per accelerare le reazioni chimiche e ridurre il costo della bioconversione.

In BIOrescue MetGen si sta concentrando su enzimi che aiutano a estrarre componenti preziosi dal compost di funghi usato che altrimenti verrebbero gettati via a un costo per gli agricoltori.

In genere il mercato offre solo una combinazione generale di enzimi per qualsiasi tipo di materia prima, senza considerare le caratteristiche specifiche delle diverse biomasse. Ciò rende il processo di idrolisi enzimatica piuttosto lento e costoso.

MetGen ha creato soluzioni enzimatiche proprietarie (MetZyme SUNO) su misura per estrarre gli zuccheri dal compost di funghi in modo ottimale. Con una soluzione SUNO ottimizzata, hanno trovato le condizioni migliori per scomporre le molecole ottenute dal compost di funghi pretrattato in monozuccheri con una resa di conversione massima (> 95%).

Inoltre, MetGen ha utilizzato la sua innovativa tecnologia di frazionamento enzimatico della lignina (utilizzando MetZyme PURECO insieme a operazioni a membrana) per produrre lignina depolimerizzata altamente reattiva in modo molto sostenibile ed efficiente. Questa tecnologia ha i vantaggi di evitare l'uso di metalli pesanti o solventi tossici, e operando in condizioni di processo blande (temperatura inferiore a 60°C) per abbattere efficacemente e allo stesso tempo preservare le proprietà desiderabili della lignina.

Migliore competitività dei processi di bioconversione

Questo cocktail enzimatico ha già ridotto di almeno il 20% il tempo e la quantità di enzimi necessari per l'idrolisi degli zuccheri. Oltretutto, questi enzimi possono sopravvivere in ambienti industriali difficili, il che apre la porta a nuove applicazioni e alla combinazione con altri enzimi.

Il nuovo cocktail enzimatico ha quindi migliorato la competitività complessiva della conversione del compost di funghi, grazie a:

• Maggiore efficienza e minor tempo grazie a migliori condizioni di processo
• Costi ridotti grazie alla riduzione del dosaggio degli enzimi
• Aumento della resa in zucchero grazie alla specificità della biomassa

Il potenziale di questa ricerca va ben oltre il compost di funghi. Il sistema di bioraffineria sviluppato in BIOrescue è molto flessibile e può essere replicato non solo in altre fungaie ma anche con altri sottoprodotti agricoli. Migliorare gli enzimi in questo processo significa quindi moltiplicare le opportunità per un'industria biologica a zero emissioni di carbonio.