| Περίληψη: | Η λιγνοκυτταρίνη είναι, περίπου, η μισή από τη συνολική ποσότητα ύλης που παράγεται από τη φωτοσύνθεση. Αποτελείται από τρία είδη πολυμερών: την κυτταρίνη, την ημικυτταρίνη και τη λιγνίνη. Η κυτταρίνη είναι το απλούστερο από τα συστατικά που βρίσκονται σε λιγνοκυτταρινικά υλικά. Είναι η πιο διαδεδομένη οργανική ένωση στη φύση.
Μεγάλα ποσοστά κυτταρίνης συναντάμε στα διάφορα είδη χαρτιού. Έχει βρεθεί πως το 80% των αποβλήτων ενός σπιτιού σχετίζεται με την κατανάλωση χαρτιού. Τίθεται, λοιπόν, άλλο ένα ερώτημα πως μπορεί να γίνει δυνατή η αξιοποίηση αυτής της οργανικής ύλης. Αρκεί να διασπαστεί η κυτταρίνη σε γλυκόζη.
Η παραγωγή γλυκόζης είναι το πιο ακριβό βήμα κατά την παραγωγή αιθανόλης από βιομάζα. Συνεπώς, κρίνεται απαραίτητη η μείωση του κόστους της παραγωγής της γλυκόζης για την βιομηχανική εκμετάλλευση της μεθόδου.
Κατά τη διάρκεια της πειραματικής διαδικασίας διερευνήθηκε η βέλτιστη απόδοση 2 συγκεκριμένων βιομηχανικών ενζύμων για την παραγωγή γλυκόζης από 5 διαφορετικά είδη χαρτιού: Α4, ανακυκλωμένο, χαρτοπετσέτα, χαρτί κουζίνας και χαρτόκουτο. Τα ένζυμα αυτά είναι μια κυτταρινάση (Celluclast 1.5 L FG) και μια κελλοβιάση (Novozym 188), τα οποία πρέπει να χρησιμοποιηθούν μαζί γιατί δρουν συνεργειακά, το πρώτο αποικοδομώντας τη μεγαλομοριακή κυτταρίνη σε μικρού μεγέθους ολιγοσακχαρίτες και κυρίως κελλοβιόζη, και το δεύτερο υδρολύοντας την κελλοβιόζη σε γλυκόζη. Τα είδη χαρτιού επιλέχθηκαν λόγω της ευρείας χρήσης τους, αλλά και της αδυναμίας πολλαπλής ανακύκλωσής τους ή ακόμα απλής (χαρτοπετσέτα, χαρτί κουζίνας) ανακύκλωσής τους.
Το πρόβλημα υπό εξέταση σε αυτά τα πειράματα ήταν διττό: η διερεύνηση, και κατά πόσο είναι απαραίτητη, ειδικής επεξεργασίας των χαρτιών πριν την εφαρμογή τους προς παραγωγή γλυκόζης και η χρήση διασυνδεδεμένων ενζύμων για τη μείωση του κόστους εφαρμογής τους
Αρχικά μελετήθηκε η απόδοση αυτών των ενζύμων, σε ελεύθερη μορφή (μη διασυνδεδεμένα), στην παραγωγή γλυκόζης από απόβλητα χαρτιού. Παρόλα αυτά, συνέχισαν να υπάρχουν 2 βασικά μειονεκτήματα: α. η ενζυμική δραστικότητα χάνονταν με γρήγορο ρυθμό, με αποτέλεσμα να περιορίζεται η παραγωγή της γλυκόζης, β. αρκετά μεγάλο οικονομικό κόστος των ενζύμων.
Γι’ αυτό στη συνέχεια μελετήθηκε η απόδοση των ενζύμων αφού αυτά είχαν μερικώς ακινητοποιηθεί μέσω διασύνδεσης, το Celluclast με EDAC και το Novozym με γλουταραλδεϋδη, όπως είχε διαπιστωθεί από προηγούμενες μελέτες ότι είναι ο καλύτερος συνδυασμός, ο οποίος μάλιστα επιτρέπει σε υψηλό ποσοστό τη διατήρηση της ενζυμικής δραστικότητας. Κάτω από αυτές τις συνθήκες επιτεύχθηκε σταθεροποίηση των ενζύμων και μείωση της χρονικής διάρκειας της κατεργασίας σε δύο ημέρες από πέντε που απαιτούνταν με τη χρήση μη διασυνδεδεμένων ενζύμων.
|
|---|
