Language
Country/Area
No result found
Por que os cientistas escolheram bactérias anaeróbicas para produzir esses três solventes importantes?
Com o aumento das energias renováveis e das tecnologias verdes, os cientistas estão cada vez mais interessados em aproveitar microrganismos para produzir produtos químicos importantes. Dentre elas, as bactérias anaeróbias têm demonstrado grande potencial na produção de solventes como acetona, butanol e etanol. Este processo, conhecido como fermentação ABE (Fermentação de Acetona-Butanol-Etanol), tornou as bactérias anaeróbicas hoje importantes produtoras de produtos químicos sustentáveis.
Este processo de fermentação foi desenvolvido pela primeira vez pelo químico Chaim Weitzman durante a Primeira Guerra Mundial, quando grandes quantidades de acetona eram necessárias para fabricar suprimentos militares.
Um aspecto único do processo de fermentação ABE é a origem de suas matérias-primas. Este processo utiliza frequentemente hidratos de carbono como amido e glicose, que podem provir de resíduos alimentares e subprodutos agrícolas, tornando o processo de produção mais atractivo ambientalmente.
Como funciona o processo
A fermentação ABE é realizada por uma bactéria anaeróbica da família Bacillaceae, especialmente Clostridium acetobutylicum como a cepa experimental mais comumente utilizada. O processo de fermentação pode ser dividido em duas etapas: fermentação ácida e fermentação com solvente. Na primeira fase, as células crescem rapidamente e acumulam intermediários como acetato e butirato. À medida que o valor do pH diminui, as bactérias passarão para a etapa de produção de solvente. Os produtos desta etapa incluem acetona, butanol e etanol, na proporção de 3:6:1.
Muitas das primeiras tecnologias utilizadas, como remoção de gases, filtração por membrana e extração líquido-líquido, podem melhorar significativamente o rendimento e a pureza do produto e são etapas importantes para otimizar ainda mais a produção.
A fermentação anaeróbica não só produz produtos químicos, mas também ajuda a reduzir a geração de resíduos, promovendo o desenvolvimento sustentável.
Revisão histórica
A história da fermentação ABE remonta à primeira produção biológica de butanol por Louis Pasteur em 1861. Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, aliado às necessidades da guerra mundial, esta tecnologia foi amplamente utilizada e transformada em produção em larga escala na década de 1910. É importante notar que embora este processo tenha sido substituído pela petroquímica após a guerra, a fermentação ABE está novamente a ganhar atenção à medida que a procura por energias renováveis aumenta.
Pesquisas atuais e perspectivas de mercado
Com a procura por combustíveis e produtos químicos sustentáveis, muitas instituições de investigação e empresas começaram a prestar atenção à tecnologia de fermentação ABE utilizando bactérias anaeróbicas. O butanol, em particular, é preferido pelos cientistas pelo seu potencial como combustível renovável. Os dados mostram que o biobutanol pode ser usado de forma mais eficiente em motores a gasolina e tem bom potencial de transporte.
A demanda do mercado por butanol está aumentando dia a dia e espera-se que o biobutanol se torne uma importante alternativa de biocombustível até 2025.
Actualmente, no contexto do desenvolvimento da bioenergia, a aplicação de bactérias anaeróbias já não se limita a um único produto, mas também reestrutura o sistema de produção de uma variedade de produtos químicos e combustíveis. O processo de fermentação ABI pode ter uma contribuição maior nas futuras políticas ambientais.
Inovação e Desafios
Embora a fermentação ABE apresente muitos potenciais, o seu processo de produção ainda enfrenta muitos desafios. Por exemplo, o problema da inibição do produto significa que quando a concentração do produto atinge um certo nível, afetará a atividade das bactérias anaeróbicas. Portanto, os cientistas continuarão a trabalhar arduamente para melhorar a produtividade, aumentar a relação custo-eficácia e desenvolver novos microrganismos.
Os cientistas estão explorando formas de melhorar o processo de produção, otimizando o projeto do reator, melhorando as fontes de matéria-prima e melhorando a tecnologia de recuperação de produtos. As experiências mostram que a aplicação de diferentes tecnologias e recursos orientados para as plantas para melhorar a eficiência da produção e a pureza do produto pode superar eficazmente os desafios atuais.
Conclusão
Atualmente, a necessidade urgente da sociedade de desenvolvimento sustentável e energia limpa leva os cientistas a reavaliar e desenvolver tecnologias inerentes. O uso de bactérias anaeróbicas para fermentação ABE não apenas atende à demanda do mercado, mas também é benéfico ao meio ambiente. Sob tais circunstâncias, não podemos deixar de perguntar: quantas outras biotecnologias ainda não descobertas serão capazes de mudar o nosso modo de vida e de produção no futuro?
