LS-9 Inc. era una empresa financiada por capital de riesgo centrada en la producción de combustible diésel a partir de organismos transgénicos . Se fundó en 2005, obtuvo una inversión de 81 millones de dólares y, en 2013, fue vendida a Renewable Energy Group por 40 millones de dólares en efectivo y acciones, más 21,5 millones de dólares adicionales si se cumplían ciertos objetivos tecnológicos y de producción. [ 1 ]
Proceso
Life Sustain 9-Billion utiliza un método consolidado de un solo paso para diseñar biocombustibles mediante el metabolismo microbiano. Su tecnología permite seleccionar la longitud de la cadena de carbono, la ramificación, la saturación y la funcionalidad química de cada producto. Los catalizadores microbianos de LS9 realizan todas las conversiones químicas en una sola etapa de fermentación y producen un producto inmiscible que se secreta naturalmente de la célula. La centrifugación o la simple sedimentación recuperan el producto final del medio de fermentación. No se requiere destilación, lo que hace que el proceso sea muy rentable y energéticamente eficiente. Este proceso es lo que los distingue de la competencia. Su plataforma consiste en diseñar un catalizador microbiano para producir un compuesto purificado deseado en una sola etapa de conversión, y luego utilizar el mismo equipo para fabricar un producto diferente con un catalizador distinto. [ 2 ]
materias primas
LS9 utiliza caña de azúcar, jarabe de maíz, jarabe de sorgo dulce, melaza, glicerina e hidrolizado de biomasa como posibles materias primas para la producción de combustible. Obtiene estas materias primas mediante numerosas alianzas en diversos países, como Estados Unidos, Brasil, Australia e India. Sus catalizadores les permiten asimilar tanto azúcares pentosas como hexosas. La capacidad de aprovechar múltiples materias primas ofrece ventajas estratégicas, como la posibilidad de cambiar de materia prima en función de la disponibilidad y la economía, la opción de escalar la producción en diversas regiones con materias primas locales y la capacidad de evitar la competencia con la industria alimentaria.
Productos
LS9 cuenta con una amplia gama de productos, todos derivados de su familia de ésteres especiales, que combina un ácido graso (C8-C18) con una serie de alcoholes (C1-C14). Actualmente, estos se añaden al recipiente de fermentación, pero en última instancia se elaborarán in situ. Las modificaciones en sus fermentadores bacterianos permitirán alterar la longitud de la cadena, los puntos de ramificación y la saturación/insaturación. Sus productos actuales incluyen LS Diesel (elaborado a partir de ésteres metílicos o etílicos de ácidos grasos (FAME/FAEE) o alcanos), LS Kerosene (elaborado a partir de FAME de cadena corta) y combustible para aviones LS. En el futuro, planean diseñar moléculas de cadena larga para el mercado de productos de cuidado personal, así como aminas/amidas para agroquímicos y adhesivos. En general, su objetivo es crear una familia de combustibles dirigida al gran mercado del diésel. Un producto específico para este fin es su UltraClean Diesel [ 3 ].
LS9 UltraClean Diesel
Uno de los productos estrella de LS9 es su diésel UltraClean. Este diésel ofrece numerosas ventajas en comparación con el diésel convencional y el biodiésel tradicional. El diésel LS9 supera a la competencia en diversos aspectos, como el índice de cetano, el contenido de azufre, el contenido de compuestos aromáticos, el punto de enturbiamiento y la estabilidad oxidativa. En 2010, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) otorgó al diésel UltraClean de LS9 la certificación oficial como combustible. Este combustible contribuye a una reducción de la huella de carbono del 85 % en comparación con otros combustibles. Al ser un combustible registrado, el diésel UltraClean de LS9 puede comercializarse en los Estados Unidos. [ 4 ]
Número de cetano (NC)
El índice de cetano de un combustible mide la calidad de la combustión del diésel durante la ignición por compresión. Los combustibles con un índice de cetano más alto tienen tiempos de retardo de ignición más cortos, lo que proporciona más tiempo para que se complete el proceso de combustión. Generalmente, los motores diésel funcionan bien con un índice de cetano de 40 a 55, mientras que el LS9 UltraClean tiene un índice de cetano de 70. En Norteamérica, la mayoría de los estados adoptan la norma ASTM D975 para el diésel y el índice de cetano mínimo se establece en 40, con valores típicos en el rango de 42 a 45. En Europa, con un índice de cetano mínimo de 46 y un índice de cetano mínimo de 51. El diésel premium puede tener un índice de cetano de hasta 60.
Azufre
El azufre es un importante contribuyente al gas de efecto invernadero hexafluoruro de azufre (SF6 ) , un potente gas de efecto invernadero que el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático ha evaluado con un potencial de calentamiento global 22.800 veces mayor que el del dióxido de carbono cuando se compara durante un período de 100 años [ 5 ]. El hexafluoruro de azufre también es extremadamente longevo debido a que es inerte en la troposfera y la estratosfera, y tiene una vida útil atmosférica estimada de 800 a 3200 años [ 6 ] . Debido a estos hechos, es muy beneficioso contener bajos niveles de azufre en el combustible. El diésel LS9 contiene poco más de la mitad (8 frente a 15) del azufre.
Compuestos aromáticos
Los compuestos aromáticos en el combustible contribuyen a la producción de hollín. Por lo tanto, han sido objeto de investigación y restricciones. La Junta de Recursos del Aire de California (CARB) y la UE establecerán límites del 10 % [ 7 ] y del 14 % [ 8 ] respectivamente, mientras que las especificaciones federales de EE. UU. limitan los aromáticos al 35 % [ 9 ]. La producción de hollín juega un papel importante en el smog y las preocupaciones ambientales, lo que motivó la implementación de estas restricciones. Se ha demostrado que el diésel LS9 UltraClean no contiene compuestos aromáticos, mientras que el diésel de combustible fósil contiene aproximadamente un 10 % en volumen de aromáticos.
Punto de nube
El punto de enturbiamiento de un combustible es la temperatura a la que los sólidos disueltos forman precipitados, dándole un aspecto turbio. Cuando un combustible está por debajo de su punto de enturbiamiento, se forman ceras o bioceras en su interior, obstruyendo los filtros e inyectores. Cuanto menor sea el punto de enturbiamiento, más bajas temperaturas podrá soportar el combustible sin riesgo de acumulación de cera. De las alternativas de biodiésel que se muestran, el biodiésel LS9 ofrece el punto de enturbiamiento más bajo, lo que aumenta su uso en climas fríos.
Estabilidad oxidativa
Uno de los principales problemas técnicos que enfrenta el biodiésel es su susceptibilidad a la oxidación al exponerse al oxígeno del aire ambiente. Esto se convierte en un problema importante cuando se almacena durante períodos prolongados. Esta susceptibilidad se debe a su contenido de cadenas de ácidos grasos insaturados. Además de la presencia de aire, otros factores influyen en el proceso de oxidación del biodiésel, como la presencia de luz y la temperatura elevada. [ 10 ] Mientras que la mayoría de los biocombustibles comerciales solo son estables durante 3 a 5 horas, el biodiésel LS9 es estable durante más de 6 horas cuando se expone al oxígeno.
Patentes de LS9 Inc.
Hasta la fecha, LS9 ha publicado 29 patentes relacionadas con la industria de los biocombustibles. Estas patentes abarcan procesos que detallan la generación de aldehídos, ácidos carboxílicos, ésteres, alquenos, alquinos y derivados de ácidos grasos. Es fundamental destacar que muchas de las patentes publicadas se basan en patentes anteriores, lo que demuestra el compromiso continuo de LS9 con la industria de los biocombustibles.
La diversidad de sus publicaciones de patentes podría ser un factor clave para el éxito potencial de LS9. Este concepto se ilustra a continuación mediante una revisión sistemática de las patentes más importantes de LS9 relacionadas con los componentes principales de la generación de biocombustibles.
En consonancia con las principales iniciativas de LS9 de utilizar microorganismos sintéticos para la producción de componentes de biocombustibles, LS9 ha estado impulsando durante varios años (2008-2013) patentes de enzimas específicas implicadas en la síntesis y el metabolismo de ácidos grasos. Esto reviste especial importancia, ya que las enzimas son reguladores clave en las vías metabólicas y la oportunidad de patentar con éxito una enzima de este tipo puede resultar de gran valor para una empresa interesada en los beneficios económicos generados en ese campo de investigación.
PPTasa
Un componente en particular que LS9 ha patentado con éxito es un regulador clave en la iniciación de la biosíntesis de ácidos grasos, conocido como fosfopanteteinil transferasa (PPTasa). Esta enzima es responsable de transferir 4'-fosfopanteteína (4'-PP) de la coenzima A a un residuo de serina conservado en la proteína transportadora de acilo (ACP), la cual se encarga del transporte de 4'-PP. Esta vía metabólica es esencial para el funcionamiento de la enzima sintasa de ácidos grasos (FAS) y le otorga a LS9 cierto monopolio en la generación de ácidos grasos a partir de microorganismos, ya que ha patentado este componente fundamental.
Implicaciones legales
Otro aspecto interesante de esta patente es que, para que LS9 pueda utilizarla, no puede seguir empleando proteínas FAS patentadas por otras compañías. Por lo tanto, LS9 debe ser muy cuidadosa en la implementación de esta patente. Hasta el momento, no se han presentado reclamaciones por conflicto de intereses contra esta patente.
Descripción general de las especificaciones de la patente
La solicitud de patente inicial contenía 43 componentes que LS9 intentó proteger mediante esta patente. De estos 43 componentes, 5 están protegidos. Estos incluyen el uso de una proteína con un 80 % de homología con la PPTasa para la generación de ácidos grasos o aldehídos, el cultivo de una célula que expresa dicha PPTasa en condiciones que permiten la producción de ácidos grasos o aldehídos, la sobreexpresión de PPTasa en un medio de cultivo selectivo para la producción de ácidos grasos, y también describen un método para superar la inhibición de la PPTasa inducida por hierro. Estas especificaciones abordan las condiciones de pretratamiento que detallan la disminución de la inhibición por hierro presente en los microorganismos utilizados en esta investigación (véase más arriba).
Envío
Esta patente, presentada en 2011, fue publicada bajo la USPA, con el número de solicitud 20130035513, el 7 de febrero de 2013, bajo el título de Métodos y composiciones para la producción mejorada de aldehídos grasos y alcoholes grasos.
Casete genético y medio de cultivo para fines comerciales
Esta patente se basa en varias otras patentes presentadas por LS9 y constituye un plásmido de casete genético con el potencial de ser incorporado por el microorganismo objetivo y utilizado para generar ácidos grasos. Uno de los componentes principales de esta patente es que el microorganismo objetivo utilizará la fermentación de carbohidratos como vía directa para la producción de ésteres grasos, sin generar subproductos indeseados como la glicerina, característica de la producción convencional de ésteres grasos. Para lograr esto, la vía metabólica y las enzimas se han diseñado a partir de pCLTFW.atfA1, pLoxPcat2, pCLTFWcat, placZ R6K1 y POpAm. Estos no eran propiedad intelectual de LS9 hasta ese momento. Sin embargo, tras la aprobación de esta patente, la combinación de estos plásmidos y el producto final han alcanzado una distinción lo suficientemente significativa como para justificar la concesión de una patente para este proceso.
Implicaciones legales
La solicitud no conlleva implicaciones legales. El conjunto de genes codificados en el casete parece constituir un grupo único, diseñado a partir de diversos organismos. Por el momento, no se han presentado reclamaciones por conflicto de intereses contra esta patente.
Envío
Esta patente, presentada el 11 de abril de 2010, fue publicada bajo la USPA, con el número de solicitud 20100257777, el 14 de octubre de 2010, bajo el título de Producción de biodiésel comercial a partir de organismos genéticamente modificados.
Inversión
LS9 ha sido una empresa muy atractiva para los inversores, tanto corporativos como gubernamentales. Numerosas empresas han invertido en ella, reconociendo el potencial de su proceso de un solo paso. BlackRock, una firma de inversión, donó 30 millones de dólares, gran parte de los cuales se utilizaron como capital inicial. En 2011, el Departamento de Energía de EE. UU. la reconoció y le otorgó 9 millones de dólares para mejorar su proceso integrado de conversión de biomasa en azúcares fermentables y, posteriormente, en diésel y otros combustibles y productos químicos. En 2012, con la apertura de la planta de pruebas de productos en Florida, LS9 recibió 4,5 millones de dólares del Fondo de Oportunidades de Florida. Este fondo invierte millones de dólares cada año en energía limpia y renovable en el estado de Florida . [ 11 ]
Viabilidad económica
Existen numerosas empresas de biocombustibles que se enfrentan al reto de reducir la inversión de capital al tiempo que intentan aumentar el rendimiento energético de sus productos. Para superar este desafío, LS9 utiliza las vías metabólicas de los ácidos grasos microbianos en muchas de sus cámaras de reacción para incrementar el rendimiento de hidrocarburos. La razón fundamental del compromiso de LS9 con el uso de especies microbianas radica en su resistencia, ya que han superado numerosas presiones selectivas, lo que les confiere el potencial de ser utilizadas en las condiciones necesarias para la generación de biocombustibles. Son precisamente estas características de los microbios, junto con las tecnologías de vanguardia en secuenciación genómica y biología sintética, las que LS9 ha aprovechado para producir biocombustibles que no sufren muchas de las presiones económicas que sí padecen los métodos convencionales de generación de biocombustibles en cámaras de reacción. Estos aspectos se analizan a continuación.
Separación de compuestos
En muchos proyectos actuales de generación de biocombustibles, los procesos de diferenciación y separación de los componentes deseados de los no deseados generan pérdidas tanto en el rendimiento energético neto como en la inversión inicial. Por ello, LS9 ha desarrollado un proceso en el que, en sus cámaras de reacción (mostradas arriba), aprovecha las propiedades naturales de los componentes deseados. Utilizando la composición del disolvente y teniendo en cuenta que la mayoría de los componentes deseados en la generación de biocombustibles poseen cierto grado de hidrofobicidad, LS9 ha modificado genéticamente sus microorganismos para que lleven a cabo sus reacciones en una fase acuosa, de menor hidrofobicidad, donde los componentes deseados se secretan y flotan en la superficie, formando una fase hidrofóbica. Esta fase es fácilmente accesible a los sistemas de recolección y requiere poca energía para su obtención.
Falta de generación de calor
Debido a la naturaleza aislada del metabolismo microbiano en los cultivos celulares, donde se producen los componentes del biocombustible, no es necesario aumentar la temperatura para que las reacciones se produzcan a velocidades apreciables. En cambio, la disponibilidad del sustrato y las condiciones de crecimiento determinan la velocidad de reacción del componente deseado. Esto cobra especial importancia al comparar este principio con los procesos de alto consumo energético de la mayoría de las empresas de biocombustibles.
Referencias
- ↑ Martin LaMonica, 5 de febrero de 2014. «¿Por qué la ingeniería genética no ha logrado producir diésel barato a partir del azúcar ? | MIT Technology Review» . Technologyreview.com . Consultado el 5 de febrero de 2014 .
{{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace ) - ↑ "Nuestro proceso" . REG Life Sciences, LLC . Consultado el 7 de enero de 2015 .
- ↑ LS9 Biofuels: Productos Archivados el 18 de marzo de 2013 en Wayback Machine. Consultado el 14 de marzo de 2013.
- ↑ LS9 Biocombustibles: Combustible registrado por la EPA. Consultado el 2 de marzo de 2013.
- ↑ Potenciales directos de calentamiento global. Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático. 2007. Consultado el 22 de febrero de 2013.
- ↑ Ravishankara, AR; Solomon, S.; Turnipseed, AA; Warren, RF (1993). "Tiempos de vida atmosféricos de especies halogenadas de larga duración" . Science . 259 ( 5092): 194– 9. Bibcode : 1993Sci...259..194R . doi : 10.1126/science.259.5092.194 . PMID 17790983. S2CID 574937 .
- ↑ Las Regulaciones de California sobre el Combustible Diésel, en el Título 13, Código de Regulaciones de California. 2003.
- ↑ UE, Calidad de los combustibles de gasolina y diésel. 2003, Unión Europea: Bruselas
- ↑ Control de la contaminación atmosférica procedente de vehículos de motor nuevos: Normas para motores y vehículos pesados y requisitos de control del azufre en el combustible diésel para carreteras: Norma final, en 40 CFR Partes 69, 80 y 86. 2001.
- ↑ Knothe, G. (2006). "Análisis de biodiesel oxidado por RMN de 1H y efecto del área de contacto con el aire" . European Journal of Lipid Science and Technology . 108 (6): 493– 500. doi : 10.1002/ejlt.200500345 .
- ↑ Novedades de LS9: 2011-2013. http://www.ls9.com/newsroom/press-releases/2013 . Consultado el 14 de marzo de 2013.
Enlaces externos
- Página principal de la empresa en marzo de 2013
- Biocombustibles en Estados Unidos
- Fusiones y adquisiciones de 2013