Biocarburanti: produzione di etanolo da materiali cellulosici
Fonte: Laboratori di Margaret Workman e Kimberly Frye - Depaul University
In questo esperimento, il materiale cellulosico (come gambi di mais, foglie, erbe, ecc.) sarà utilizzato come materia prima per la produzione di etanolo. Il materiale cellulosico viene prima pretrattato (macinato e riscaldato), digerito con enzimi e quindi fermentato con lievito. La produzione di etanolo viene monitorata utilizzando una sonda a etanolo. L'esperimento può essere esteso per ottimizzare la produzione di etanolo variando la materia prima utilizzata, le condizioni di pretrattamento, la variazione enzimatica, la variazione del lievito, ecc. Un metodo alternativo di monitoraggio della reazione consiste nel misurare l'anidride carbonica prodotta (utilizzando un sensore di gas) al posto dell'etanolo. Come alternativa a bassa tecnologia, i glucometri (che si trovano in qualsiasi farmacia) possono essere utilizzati per monitorare il glucosio durante il processo, se non è disponibile una sonda di etanolo o un sensore di gas di anidride carbonica.
Con una maggiore enfasi sull'"apprendimento basato sull'indagine", le sonde scientifiche stanno diventando sempre più popolari. Dispositivi portatili come il Vernier Lab Quest utilizzati in combinazione con una varietà di sonde (come quelle per conducibilità, ossigeno disciolto, tensione e altro) consentono una minore attenzione alla raccolta di dati e / o alla creazione di grafici e più sull'analisi dei dati e sulla previsione. Un altro vantaggio è che questi sono piccoli e leggeri e possono essere portati sul campo per le misurazioni.
1. Preparazione del campione
- Selezionare il materiale cellulosico da utilizzare come materia prima. Questo può essere gambi di mais, erbe, foglie, lettiere per animali domestici o carta.
- Utilizzando un macinino a sfere (o un macinino da caffè se il macinino a sfere non è disponibile), macinare le materie prime in una polvere fine senza pezzi di grandi dimensioni rimanenti.
- Misurare 1,0 g di materia prima e posizionarla in un tubo centrifuga da 50 ml. Etichettare il tubo con la materia prima
La % di etanolo nella soluzione verrà visualizzata sullo schermo del tablet portatile utilizzando il software relativo alla marca del sensore di etanolo utilizzato (Figura 2).
I risultati rappresentativi della percentuale di etanolo prodotta da varie materie prime possono essere visti nella Tabella 1.
