LS9, Inc - LS9, Inc

LS-9 Inc была венчурной компанией, специализирующейся на производстве дизельное топливо из трансгенный организмы. Он был запущен в 2005 году, в него было вложено 81 миллион долларов, а в 2013 году он был продан компании Группа возобновляемых источников энергии на 40 миллионов долларов наличными и запасами и дополнительно на 21,5 миллиона долларов, если будут выполнены технологические и производственные этапы.[1]

Процесс

Жизнь поддерживает 9 миллиардов использует одностадийный консолидированный метод для создания биотоплива с использованием микробного метаболизма. Их технология позволяет выбирать длину углеродной цепи, разветвленность, насыщенность и химическую функциональность каждого продукта.[нужна цитата ] Микробные катализаторы LS9 осуществляют все химические превращения в одностадийной ферментации и производят несмешивающийся продукт, который естественным образом выделяется из клетки. Центрифугирование или простое отстаивание позволяет извлечь конечный продукт из ферментационной среды. Дистилляции не требуется, что делает процесс очень экономичным и энергоэффективным. Этот процесс отличает их от конкурентов. Их платформа состоит в том, чтобы иметь возможность разработать микробный катализатор для получения очищенного желаемого соединения в одностадийном превращении, а затем с использованием того же оборудования для производства другого продукта с другим катализатором.[2]

Сырье

LS9 использует сахарный тростник, кукурузный сироп, сироп сладкого сорго, патоку, глицерин и гидролизат биомассы в качестве потенциального сырья для производства топлива. Они получают это сырье через многочисленные партнерства в разных странах, включая США, Бразилию, Австралию и Индию. Их катализаторы позволяют им усваивать как пентозу, так и гексозу. Возможность использовать несколько видов сырья дает стратегические преимущества, включая возможность изменения сырья в зависимости от экономики и доступности, возможность масштабирования местного сырья в различных географических регионах и возможность избежать конкуренции с продуктами питания.

Товары

LS9 предлагает широкий спектр продуктов, которые происходят из семейства продуктов на основе сложных эфиров, в которых жирные кислоты (C8-C18) сочетаются с рядом спиртов (C1-C14). В настоящее время они добавляются в емкость для ферментации, но в конечном итоге будут производиться на месте. Модификации их бактериальных ферментеров позволят изменить длину цепи, точки разветвления и насыщенность / ненасыщенность. Их продукция в настоящее время включает дизельное топливо LS (изготовленное из метиловых или этиловых эфиров жирных кислот (FAME / FAEE) или алканов), керосин LS (изготовленный из FAME с низкой длиной цепи) и топливо для реактивных двигателей LS. В будущем они планируют разработать длинноцепочечные молекулы для рынков личной гигиены, а также амины / амиды для сельскохозяйственных химикатов и клеев. В целом, их цель - создать семейство топливных продуктов, ориентированных на очень большой рынок дизельного топлива. Одним из конкретных продуктов для достижения этой цели является их UltraClean Diesel. [3]

LS9 UltraClean Дизель

Одним из главных продуктов LS9 является дизельное топливо UltraClean. Этот дизельный продукт предлагает множество преимуществ по сравнению как с обычным дизельным топливом, так и с традиционным биодизелем. Дизельное топливо LS9 превосходит конкурентов по многим параметрам, включая цетановое число, содержание серы, содержание ароматических соединений, температуру помутнения и окислительную стабильность. В 2010 году LS9 UltraClean Diesel получил статус официально зарегистрированного топлива Агентством по охране окружающей среды США (EPA). Это топливо способствует сокращению углеродного следа на 85% по сравнению с другими видами топлива. В качестве зарегистрированного топлива UltraClean Diesel LS9 может продаваться на коммерческой основе в Соединенных Штатах.[4]

Цетановое число (CN)

Цетановое число топлива - это показатель качества сгорания дизельного топлива при воспламенении от сжатия. Топливо с более высоким цетановым числом имеет более короткие задержки воспламенения, что дает больше времени для завершения процесса сгорания топлива. Как правило, дизельные двигатели хорошо работают с CN от 40 до 55, тогда как LS9 UltraClean имеет CN 70.В Северной Америке большинство штатов принимают ASTM D975 в качестве стандарта на дизельное топливо, а минимальное цетановое число установлено на 40 с типичными значениями. в диапазоне 42-45. В Европе: минимальное цетановое число 46 и минимальное цетановое число 51. Дизельное топливо премиум-класса может иметь цетановое число до 60.

Сера

Сера является основным источником парникового газа гексафторида серы (SF6), мощный парниковый газ, оцененный Межправительственной группой экспертов по изменению климата, с потенциалом глобального потепления в 22 800 раз больше, чем у углекислого газа, по сравнению за 100-летний период.[5] Гексафторид серы также чрезвычайно долгоживущий из-за того, что он инертен в тропосфере и стратосфере, и его предполагаемое время жизни в атмосфере составляет 800–3200 лет.[6] В связи с этим очень выгодно содержать топливо с низким содержанием серы. Дизель LS9 содержит чуть более половины (8 против 15) серы.

Ароматические соединения

Ароматические соединения в топливе способствуют образованию сажи. Поэтому они были под следствием и были введены ограничения. Совет по воздушным ресурсам Калифорнии (CARB) и ЕС установят ограничения на уровне 10%.[7] и 14%[8] соответственно, в то время как федеральные спецификации США ограничивают ароматические углеводороды до 35%[9] Образование сажи играет важную роль в возникновении смога и экологических проблем, вызывая введение этих ограничений. Дизельное топливо LS9 UltraClean не содержит ароматических соединений, тогда как дизельное топливо на ископаемом топливе содержит приблизительно 10% по объему ароматических углеводородов.

Температура помутнения

Точка помутнения топлива - это температура, при которой твердые частицы, растворенные в форме, выпадают в осадок, придавая топливу мутный вид. Когда температура топлива ниже точки помутнения, в топливе образуются парафины или биовоски, засоряющие топливные фильтры и форсунки. Чем ниже точка помутнения, тем более холодные температуры могут выдерживать топливо, не опасаясь образования парафина. Из представленных альтернатив биодизелю биодизель LS9 имеет самую низкую точку помутнения, что увеличивает его использование в холодном климате.

Окислительная стабильность

Одной из основных технических проблем, с которыми сталкивается биодизель, является его склонность к окислению под воздействием кислорода окружающего воздуха. Это становится серьезной проблемой при хранении в течение длительного времени. Эта восприимчивость связана с содержанием цепей ненасыщенных жирных кислот. Помимо присутствия воздуха, на процесс окисления биодизеля влияют различные другие факторы, включая наличие света и повышенной температуры.[10] В то время как большинство коммерческих видов биотоплива стабильны только в течение 3–5 часов, биодизельное топливо LS9 стабильно более 6 часов при воздействии кислорода.

Патенты LS9 Inc.

На сегодняшний день LS9 опубликовал 29 патентов, относящихся к индустрии биотоплива. Эти патенты варьируются от процессов, подробно описывающих образование альдегидов, карбоновых кислот, сложных эфиров, алкенов, алкинов и производных жирных кислот. Важно отметить, что многие из опубликованных патентов основаны на предыдущих патентах и ​​демонстрируют неизменную приверженность LS9 индустрии биотоплива.

Особое значение для потенциала успеха LS9 может заключаться в разнообразии патентных публикаций. Эта концепция проиллюстрирована ниже посредством систематического обзора самого важного патента LS9, поскольку они относятся к основным компонентам производства биотоплива.

В соответствии с основными инициативами LS9 по использованию синтетических микроорганизмов для производства компонентов биотоплива, LS9 в течение нескольких лет (2008–2013 гг.) Продвигала патенты на определенные ферменты, участвующие в синтезе и метаболизме жирных кислот. Это особенно важно, поскольку ферменты являются ключевыми регуляторами метаболических путей, и возможность успешно запатентовать такой фермент может оказаться чрезвычайно ценным для компании, имеющей экономические интересы, возникающие в этой области исследований.

PPTase

Один конкретный компонент, который LS9 был успешно запатентован, является ключевым регулятором в инициации биосинтеза жирных кислот, известным как фосфопантетеинилтрансфераза (PPTase). Этот фермент отвечает за перенос 4'-фосфопантетеина (4'-PP) от кофермента A к консервативному остатку серина на белке-носителе ацила (ACP), который отвечает за перемещение вокруг 4'-PP. Этот путь важен для функционирования фермента синтазы жирных кислот (FAS) и позволяет LS9 в определенной степени монополизировать производство жирных кислот микроорганизмами, поскольку он запатентовал такой неотъемлемый компонент.

Правовые последствия

Другой интригующий аспект этого патента заключается в том, что LS9 не может продолжать использовать белки FAS, запатентованные другими компаниями. Следовательно, LS9 должны быть осторожны в реализации этого патента. До сих пор против этого патента не было подано никаких претензий о конфликте интересов.

Обзор патентных спецификаций

Первоначальная заявка на патент содержала 43 компонента, которые компания LS9 пыталась охватить этим патентом. Из этих 43 компонентов 5 защищены этим патентом. К ним относятся использование белка с 80% гомологией с РРТазой для образования жирных кислот или альдегидов, культивирование клетки, экспрессирующей такую ​​РРТазу, в условиях, допустимых для продукции жирных кислот или альдегидов, сверхэкспрессия РРТазы в среде роста, селективной для жирных кислот. продукции кислоты, а также описывает средства преодоления индуцированного железом ингибирования PPTase. Эти спецификации касаются условий предварительной обработки, подробно описывающих снижение ингибирования железа, присутствующего в микробах, используемых в этом исследовании (см. Выше).

Подчинение

Этот патент, поданный в 2011 году, был опубликован в соответствии с USPA под номером заявки 20130035513 от 7 февраля 2013 года под названием «Методы и композиции для улучшенного производства жирных альдегидов и жирных спиртов».

Генная кассета и питательная среда для коммерческих целей

Этот патент основан на нескольких других патентах, поданных LS9, и образует генная кассета плазмида который потенциально может быть поглощен целевым микроорганизмом и использован для образования жирных кислот. Одним из основных компонентов этого патента является то, что целевой микроорганизм будет использовать ферментацию углеводов для прямого пути получения сложных эфиров жирных кислот без образования нежелательных побочных продуктов, таких как глицерин, характерных для обычного получения сложных эфиров жирных кислот. Для этого путь и ферменты были сконструированы из pCLTFW.atfA1, pLoxPcat2, pCLTFWcat. placZ R6K1 и POpAm. До этого момента они не были интеллектуальной собственностью LS9. Однако после принятия этого патента комбинация этих плазмид в конечном продукте достигла различия, достаточно значительного, чтобы гарантировать выдачу патента на этот процесс.

Правовые последствия

Заявление не подразумевает никаких юридических последствий. Набор генов, закодированных на кассете, по-видимому, представляет собой уникальный кластер, созданный из нескольких организмов. В настоящее время не существует претензий о конфликте интересов, поданных против этого патента.

Подчинение

Этот патент, представленный 11 апреля 2010 г., был опубликован под номером заявки 20100257777 14 октября 2010 г. под названием «Производство коммерческого биодизеля из генетически модифицированных организмов».

Инвестиции

LS9 была компанией, очень востребованной инвесторами как на корпоративном, так и на правительственном уровне. Многие фирмы инвестировали в свои компании, осознавая потенциал своего одноэтапного процесса. Инвестиционная фирма BlackRock пожертвовала 30 миллионов долларов, большая часть из которых была использована в качестве капитала для запуска. В 2011 году они были признаны Министерством энергетики США и выделены 9 миллионов долларов на улучшение интегрированного процесса преобразования сырья биомассы в сбраживаемый сахар, а затем в дизельное топливо и другое топливо и химические продукты. В 2012 году с открытием завода по тестированию продукции во Флориде, LS9 было выделено 4,5 миллиона долларов из фонда Флоридских возможностей. Этот фонд ежегодно инвестирует миллионы долларов в чистую возобновляемую энергию в штате Флорида.[11]

Экономическая осуществимость

Существует множество компаний по производству биотоплива, которые сталкиваются с серьезной проблемой сокращения капитальных вложений, пытаясь увеличить выход энергии, получаемой от их продуктов. Чтобы решить эту проблему, LS9 использует микробные пути метаболизма жирных кислот во многих своих реакционных камерах для увеличения выхода углеводородов. Обоснование приверженности LS9 использованию видов микробов заключается в их устойчивой природе, которая подвергалась множеству селективных давлений, что позволяет использовать их в условиях, необходимых для производства биотоплива. Именно эти атрибуты микробов и передовые технологии в области секвенирования генома и синтетической биологии использовали LS9 для производства биотоплива, которое не страдает от многих экономических факторов, от которых страдают обычные методы производства биотоплива в реакционной камере. Это обсуждается ниже.

Разделение соединений

Во многих нынешних попытках производства биотоплива процессы дифференциации и отделения желаемых компонентов от нежелательных приводят к потерям как чистой выработки энергии, так и потерь капитала. В связи с этим компания LS9 разработала процесс, в котором в показанных выше реакционных камерах используются естественные свойства желаемых компонентов. Используя как состав растворителя, так и осознание того, что наиболее желаемые компоненты при производстве биотоплива обладают определенной степенью гидрофобности, LS9 сконструировал своих микробов для проведения реакций в водоподобной фазе, которая имеет более низкий гидрофобный характер, и их желаемые компоненты: секретируются и всплывают наверх, образуя гидрофобную фазу. Этот этап легко доступен для сборных устройств и требует мало энергии для сбора.

Отсутствие тепловыделения

Из-за изолированного характера микробного метаболизма в культуре клеток, в которой производятся компоненты биотоплива, нет необходимости повышать температуру, чтобы реакции протекали с заметной скоростью. Скорее, доступность субстрата и условия роста определяют скорость реакции желаемого компонента. Это имеет решающее значение, когда этот принцип противопоставляется энергоемким процессам большинства биотопливных компаний.

Рекомендации

  1. ^ Мартин Ламоника, 5 февраля 2014 года. «Почему генная инженерия не предоставила дешевое дизельное топливо от сахара | MIT Technology Review». Technologyreview.com. Получено 2014-02-05.
  2. ^ «Наш процесс». РЕГ Лайф Сайенс, ООО. Получено 7 января, 2015.
  3. ^ LS9 Biofuels: Продукты В архиве 2013-03-18 в Wayback Machine Проверено 14 марта 2013 г.
  4. ^ Биотопливо LS9: топливо, зарегистрированное EPA Проверено 2 марта, 201}
  5. ^ Direct Global Warming Potentials ». Межправительственная группа экспертов по изменению климата. 2007. Проверено 22 февраля 2013 года.
  6. ^ Ravishankara, A. R .; Соломон, S .; Turnipseed, A. A .; Уоррен, Р. Ф. (1993). «Время жизни долгоживущих галогенизированных видов в атмосфере» (PDF). Наука. 259 (5092): 194–9. Дои:10.1126 / science.259.5092.194. PMID  17790983.
  7. ^ Нормы Калифорнии о дизельном топливе, Раздел 13, Свод правил Калифорнии. 2003 г.
  8. ^ ЕС, Качество бензина и дизельного топлива. 2003 г., Европейский Союз: Брюссель
  9. ^ Контроль загрязнения воздуха от новых транспортных средств: стандарты двигателей и транспортных средств для тяжелых условий эксплуатации и требования по контролю содержания серы в дизельном топливе для автомагистралей: окончательное правило, в 40 CFR, части 69, 80 и 86. 2001.
  10. ^ Узел, Г. (2006). «Анализ окисленного биодизеля методом 1H-ЯМР и влияние площади контакта с воздухом». Европейский журнал липидной науки и технологий. 108 (6): 493–500. Дои:10.1002 / ejlt.200500345.
  11. ^ LS9 Новые строки: 2011-2013. http://www.ls9.com/newsroom/press-releases/2013. Проверено 14 марта 2013 г.

внешняя ссылка