Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии получения биодизеля ферментативным методом с использованием в качестве биокатализатора экзоферментов на поверхности клеток дрожжей

Номер контракта: 14.607.21.0034

Руководитель: Синеокий Сергей Павлович

Должность руководителя: директор ВКПМ

Докладчик: Готовцев Павел Михайлович, Заместитель руководителя лаборатории

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
биотопливо, биодизель, ферментный катализ, биотехнологии, переэтерификация с клеточным катализатором, экзоферменты, липаза, технологии получения биодизеля, иммобилизация фермента на носителе

Цель проекта:
Создание основ технологии получения биодизельного топлива ферментативным методом с использованием в качестве биокатализатора экзоферментов на поверхности клеток дрожжей.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Разработка метода использования экзоферментов на поверхности клеток дрожжей в качестве катализатора для получения биодизельного топлива.
2. Разработка биореактора для проведения процесса получения биодизельного топлива ферментативным методом с использованием в качестве биокатализатора экзоферментов на поверхности клеток дрожжей.
3. Создание экспериментального образца биореактора для проведения процесса получения биодизельного топлива ферментативным методом с использованием в качестве биокатализатора экзоферментов на поверхности клеток дрожжей.
4. Разработка математической модели процесса получения биодизельного топлива ферментативным методом с использованием в качестве биокатализатора экзоферментов на поверхности клеток дрожжей.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Конечным продуктом ПНИ являются основы технологии получения биодизельного топлива ферментативным методом с использованием в качестве биокатализатора экзоферментов на поверхности клеток дрожжей, которые включают в себя:
1. Метод использования клеток дрожжей с экзоферментами на клеточной стенке в качестве катализатора для процесса получения биодизельного топлива;
2. Разработанный для данного метода биореактор, который позволит достичь выхода биодизельного топлива не менее 90% в течении 48 часов, что соответствует мировому уровню;
3. Разработанные решения будут оптимизированы под российские источники сырья для получения биодизельного топлива.

Основной особенностью данной технологии является тот факт, что в качестве катализатора используются рекомбинантные клетки дрожжей, на клеточной стенке которых находятся экзоферменты, которые катализируют реакцию переэтерификации - процесс получения биодизельного топлива. В настоящее время для данного процесса активно используется очищенный фермент. Предлагаемый в работе катализатор позволит существенно снизить себестоимость биодизельного топлива, так как он дешевле чем чистый фермент, его можно нарабатывать на производстве, использую глицерин, который является отходом при производстве биодизельного топлива.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
В рамках ПНИЭР будет разработано техническое задание на проведение ОКР, так же будет разработан бизнес план по выводу технологии на рынок. Анализ доступного в Российской Федерации сырья позволит адаптировать работы под отечественный рынок.

Проведение ОКР под наиболее перспективные источники сырья для получения биодизельного топлива.

Возможность индустриального партнера вести проектные работы позволяет разработать готовый пилотный проект, что облегчит привлечение средств для создания производства.

Результаты ПНИЭР позволят расширить применение в биотехнологии нового подхода, основанного на использовании клеток с экзоферментами на клеточной стенке. Разработанные методы и экспериментальный образец биореактора могут выступить в качестве основы для внедрения подобных технологий в другие биотехнологические процессы, где необходим ферментный катализ. Таким образом, проводимое исследование представляет интерес не только для ТЭК но и для биотехнологической промышленности.




Текущие результаты проекта:
1. Разработана математическая модель получения биодизельного топлива ферментативным методом с использованием в качестве биокатализатора экзоферментов на поверхности клеток дрожжей, которая позволяет:
моделировать процесс в трех типах биореакторов: с «кипящим слоем», проточного и классического с принудительным перемешиванием;
проводить имитацию процесса получения биодизельного топлива, получен выход превышает 90% в течении 48 часов;
изменять температуру процесса в диапазоне от 20 до 50С.;
изменять молярное соотношение спирта и масла в реакторе в диапазоне от 1 к 1 до 9 к 1.;
проводить реакции с различным сырьем, как с подсолнечным и с соевым маслами, так, например и с липидами микроводорослей.
2. Разработан метод иммобилизации клеток на носителе на основе полиакриламида, показано, что ферментная активность сохраняется не менее чем на 70% от ферментной активности такой же навески биомассы.
3. Разработан и создан лабораторный стенд, который включает в себя три реакционные камеры, имитирующие три типа биореакторов.
4. Разработан метод анализа степени протекания процесса переэтерификации по выходу глицерина;
5. Разработан метод сбора биомассы микроводорослей, с последующим выделением липидов для получения биодизельного топлива;
6. Подготовлены методики и лабораторные регламенты для проведения экспериментальных исследований на лабораторном стенде на следующем этапе ПНИ;