211service.com
Fra rester til energi
Beliggende i landbrugslandet omkring University of California campus i Davis (UC Davis) er et sæt gigantiske kar fyldt med sultne mikrober. Fejlene fortærer cafeterierester og græsplæneafklip og omdanner dem til biogas - for det meste metan - der kan brændes for at generere elektricitet eller komprimeres til væske for at drive specialiserede køretøjer. Forskere ved dog lidt om de gasproducerende mikrober, der lever i reaktorerne. Men et nyt projekt til at sekventere mikrobernes genomer kan ændre det, så forskerne kan finde ud af, hvordan insekterne udfører deres fordøjelsesopgaver og foreslå nye måder at lave mere produktive bioreaktorer på.
Sekvensering af disse organismer vil give os en bedre idé om, hvem spillerne er, så vi bedre kan kontrollere forholdene eller forbedre designet for yderligere at forbedre omdannelsen af affald til biogas, siger Ruihong Zhang , UC Davis bioingeniør, der udviklede systemet.
Lignende bioreaktorer, kendt som anaerobe rådnetanke, er almindeligt anvendt på spildevandsrensningsanlæg. Zhangs bioreaktor er imidlertid anderledes, fordi den er designet til at arbejde på faste stoffer, såsom mad og haveaffald. Det virker 30 til 50 procent hurtigere end konventionelle systemer og præsenterer en lovende ny måde at skære ned på lossepladsaffaldet og producere ren brændende gas i processen. (Naturgas, som primært består af metan, frigiver færre giftige forbindelser til luften end benzin eller dieselbrændstoffer.)
En demonstrationsenhed i industriel størrelse har kørt på UC Davis siden oktober sidste år, som har konverteret otte tons restaurantaffald, cafeteriaaffald og græsplæneafklip til 300.000 til 600.000 liter biogas om dagen – nok til at drive cirka 80 hjem. (I Davis bruges gassen til elektricitet og driver det nærliggende spildevandsrensningsanlæg.)
Alligevel ved forskerne kun lidt om de mikrober, der omdanner affaldet til gas. I naturen eksisterer de mikrober, der udfører nedbrydning af organisk affald og generering af metan, i et meget komplekst anaerobt samfund, og individuelle isolater fra samfundet er svære at dyrke, siger Jim Bristow , leder af fællesskabssekventeringsprogrammet ved Department of Energy's Joint Genome Institute, i Walnut Creek, CA. Men i de seneste to år har hurtigere og billigere gensekventeringsmetoder tilbudt mikrobiologer et nyt værktøj til at studere mikrobielle samfund. Forskere kan isolere DNA fra en dråbe bioreaktorslam og generere gensekvensen for hele det mikrobielle samfund. Joint Genome Institute vil bruge denne tilgang til at sekvensere genomerne af mikroberne i Zhangs rådnetank næste år.
Resultaterne skal kaste lys over de typer mikrober, der lever i bioreaktoren, og de gener, der dominerer. Forskere vil også kunne undersøge, hvordan samfundet ændrer sig under forskellige temperaturer og surhedsgrader, hvilket drastisk kan ændre systemets effektivitet. Vi ønsker at sammenligne, hvilke slags mikrober der er under forskellige forhold og forsøge at finde ud af, hvorfor den ene [sæt af betingelser] fungerer bedre end den anden, siger Martin Wu , en genetiker ved UC Davis, som skal lede genomics-delen af projektet.
Zhang har indgået et samarbejde med Onsight Biosystems , en Davis-baseret startup, for at kommercialisere systemet. Hun fortæller, at teknologien har vakt interesse fra fødevareproducenter og kommuner.