ЛС9, Инк

LS-9 Inc была венчурной компанией, занимавшейся производством дизельного топлива из трансгенных организмов. Он был запущен в 2005 году, привлек $81 миллион инвестиций, а в 2013 году был продан Renewable Energy Group за $40 миллионов наличными и акциями, а также дополнительно за $21,5 миллиона, если будут выполнены технологические и производственные этапы.

Процесс

Life Sustain 9-Billion использует одноэтапный консолидированный метод разработки биотоплива с использованием микробного метаболизма. Их технология позволяет выбирать длину углеродной цепи, разветвление, насыщенность и химическую функциональность каждого продукта. Микробные катализаторы LS9 осуществляют все химические превращения за одну стадию ферментации и производят несмешивающийся продукт, который естественным образом выделяется из клетки. Центрифугирование или простое осаждение извлекают конечный продукт из ферментационной среды. Никакой дистилляции не требуется, что делает процесс очень экономичным и энергоэффективным. Именно этот процесс отличает их от конкурентов. Их платформа заключается в том, чтобы разработать микробный катализатор для производства очищенного желаемого соединения за одну стадию конверсии, а затем использовать то же оборудование для производства другого продукта с другим катализатором.

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 различных странах, включая США, Бразилию, Австралию и Индию. Их катализаторы позволяют им усваивать как пентозные, так и гексозные сахара. Возможность использовать несколько видов сырья обеспечивает стратегические преимущества, включая возможность менять сырье в зависимости от экономики и доступности, возможность масштабировать местное сырье в различных географических регионах и возможность избежать конкуренции с продуктами питания.

Продукты

LS9 предлагает широкий спектр продуктов, все из которых основаны на семействе специальных эфиров, в которых жирная кислота (C8-C18) сочетается с рядом спиртов (C1-C14). В настоящее время их добавляют в емкость для брожения, но в конечном итоге они будут производиться на месте. Модификации бактериальных ферментеров позволят изменять длину цепи, точки ветвления и насыщенность/ненасыщенность. Их продукция в настоящее время включает LS Diesel (изготовленный из метиловых или этиловых эфиров жирных кислот (FAME/FAEE) или алканов), LS Керосин (изготовленный из FAME с низкой длиной цепи) и авиационное топливо LS. В будущем они планируют разработать длинноцепочечные молекулы для рынков средств 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 в этом направлении является их UltraClean Diesel.

LS9 УльтраЧистый 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 биодизельным топливом. Дизельное топливо LS9 превосходит конкурентов по многим параметрам, включая цетановое число, содержание серы, содержание ароматических соединений, температуру помутнения и окислительную стабильность. В 2010 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) присвоило LS9 UltraClean Diesel статус официально зарегистрированного топлива. Это топливо способствует сокращению выбросов углекислого газа на 85% по сравнению с другими видами топлива. В качестве зарегистрированного топлива UltraClean Diesel LS9 может продаваться на коммерческой основе в США.

Цетановое число (CN)

Цетановое число топлива — это показатель качества сгорания дизельного топлива при воспламенении от сжатия. Топливо с более высоким цетановым числом имеет более короткую задержку 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 уровне 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 (SF ₆ ), мощного парникового газа, который, Межправительственной группы экспертов по изменению климата по оценке , имеет потенциал глобального потепления , в 22 800 раз превышающий потенциал двуокиси углерода при сравнении за 100-летний период. период Гексафторид серы также чрезвычайно долгоживущ из-за своей инертности в тропосфере и стратосфере, и его предполагаемое время жизни в атмосфере составляет 800–3200 лет. В связи с этим очень выгодно содержать топливо с низким содержанием серы. Дизель LS9 содержит чуть больше половины (8 против 15) серы.

Ароматические соединения

Ароматические соединения в топливе способствуют образованию сажи. Поэтому они находятся под следствием и ограничениями. Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (CARB) и ЕС будут иметь ограничения на уровне 10%. и 14% соответственно, в то время как федеральные спецификации США ограничивают содержание ароматических веществ до 35%. Производство сажи играет важную роль в возникновении смога и экологических проблем, что приводит к введению этих ограничений. Было показано, что дизельное топливо LS9 UltraClean не содержит ароматических соединений, тогда как дизельное топливо, работающее на ископаемом топливе, содержит примерно 10% ароматических соединений по объему.

Точка облака

Точка помутнения топлива — это температура, при которой твердые вещества, растворенные в форме, выпадают в осадок, придавая топливу мутный вид. Когда температура топлива ниже точки помутнения, в топливе образуются воски или биовоски, засоряющие топливные фильтры и форсунки. Чем ниже точка помутнения, тем более низким температурам можно подвергать топливо, не опасаясь образования парафинов. Из изображенных альтернатив биодизелю биодизель LS9 имеет самую низкую температуру помутнения, что расширяет возможности его использования 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 периода времени. Эта восприимчивость обусловлена ​​содержанием в нем цепей ненасыщенных жирных кислот. Помимо присутствия воздуха, на процесс окисления биодизеля влияют и другие факторы, в том числе наличие света и повышенная температура. В то время как большинство коммерческих биотоплив стабильны только в течение 3–5 часов, биодизель LS9 стабилен более 6 часов при воздействии кислорода.

Патенты LS9 Inc.

На сегодняшний день LS9 опубликовала 29 патентов, связанных с биотопливной промышленностью. Эти патенты охватывают процессы, подробно описывающие получение альдегидов, карбоновых кислот, сложных эфиров, алкенов, алкинов и производных жирных кислот. Крайне важно отметить, что многие из опубликованных патентов основаны на предыдущих патентах и ​​демонстрируют постоянную приверженность LS9 биотопливной промышленности.

Особое значение для потенциала успеха LS9 может иметь разнообразие патентных публикаций. Эта концепция проиллюстрирована ниже посредством систематического обзора наиболее важного патента LS9, касающегося основных компонентов 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 конкретные ферменты, участвующие в синтезе и метаболизме жирных кислот. Это имеет особое значение, поскольку ферменты являются ключевыми регуляторами метаболических путей, и возможность успешно запатентовать такой фермент может оказаться чрезвычайно ценной для компании, заинтересованной в экономических интересах, возникающих в этой области исследований.

ППТаза

Один конкретный компонент, который LS9 успешно запатентовал, является ключевым регулятором инициации биосинтеза жирных кислот, известным как фосфопантетеинилтрансфераза (PPTase). Этот фермент отвечает за перенос 4`-фосфопантетеина (4`-PP) от кофермента А к консервативному остатку серина на ацильном белке-переносчике (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 из микроорганизмов, поскольку он запатентовал такой неотъемлемый компонент.

Юридические последствия

Еще один интригующий аспект этого патента заключается в том, что для его использования LS9 не может продолжать использовать белки FAS, запатентованные другими компаниями. Поэтому LS9 должна быть осторожной при реализации этого патента. На данный момент в отношении этого патента не было подано никаких исков о конфликте интересов.

Обзор патентных характеристик

Первоначальная заявка на патент содержала 43 компонента, на которые LS9 стремилась охватить этот патент. Из этих 43 компонентов 5 защищены этим патентом. К ним относятся использование белка с 80% гомологией PPTазы для целей генерации жирных кислот или альдегидов, культивирование клеток, экспрессирующих такую ​​PPTазу, в условиях, благоприятных для продукции жирных кислот или альдегидов, сверхэкспрессия PPTазы в питательной среде, селективной для жирных кислот. продукцию кислоты, а также очерчивает способы преодоления индуцированного железом ингибирования PPTазы. Эти спецификации касаются условий предварительной обработки и подробно описывают снижение ингибирования железа, присутствующего в микробах, использованных для этого исследования (см. Выше).

Подчинение

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

Генная кассета и культуральная среда для коммерческих целей

Этот патент основан на нескольких других патентах, поданных LS9, и формирует генной кассеты плазмиду , которая потенциально может быть поглощена целевым микроорганизмом и использована для генерации жирных кислот. Одним из основных компонентов этого патента является то, что целевой микроорганизм будет использовать ферментацию углеводов для прямого производства сложных эфиров жирных кислот без образования нежелательных побочных продуктов, таких как глицерин, характерных для обычного производства сложных эфиров жирных кислот. Для достижения этой цели путь и ферменты были сконструированы на основе 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 и конечный продукт приобрели достаточно значительные отличия, чтобы гарантировать выдачу патента на этот процесс.

Юридические последствия

Никаких юридических последствий, подразумеваемых заявкой, не существует. Ассортимент генов, закодированных на кассете, по-видимому, представляет собой уникальный кластер, созданный из нескольких организмов. В настоящее время не существует никаких исков о конфликте интересов, поданных против этого патента.

Подчинение

Этот патент, поданный 11 апреля 2010 г., был опубликован в соответствии с USPA под номером заявки 20100257777 14 октября 2010 г. под названием «Производство коммерческого биодизельного топлива из генетически модифицированных организмов».

Инвестиции

LS9 была компанией, очень востребованной инвесторами, как на корпоративном, так и на государственном уровне. Многие фирмы инвестировали в свою компанию, осознавая потенциал своего одноэтапного процесса. Инвестиционная фирма BlackRock пожертвовала 30 миллионов долларов, большая часть которых была использована в качестве стартового капитала. В 2011 году они были признаны Министерством энергетики США и получили 9 миллионов долларов на улучшение интегрированного процесса преобразования сырья биомассы в сбраживаемые сахара, а затем в дизельное топливо и другие виды топлива и химические продукты. В 2012 году с открытием завода по тестированию продукции во Флориде компания LS9 получила 4,5 миллиона долларов из фонда Florida Opportunity. Этот фонд ежегодно инвестирует миллионы долларов в чистую возобновляемую энергию в штате Флорида .

Экономическая целесообразность

Существует множество компаний, занимающихся биотопливом, которые сталкиваются с серьезной проблемой сокращения капитальных вложений, пытаясь при этом увеличить выход энергии, вырабатываемой из их продукции. Чтобы преодолеть 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 подверглась множеству селективных давлений, что позволяет использовать их в условиях, необходимых для производства биотоплива. Именно эти свойства микробов и ведущие технологии в области секвенирования генома и синтетической биологии были использованы LS9 для производства биотоплива, которое не страдает от многих экономических проблем, от которых страдают традиционные методы производства биотоплива в реакционной камере. Они обсуждаются ниже.

Разделение соединений

Во многих современных проектах по производству биотоплива процессы дифференциации и отделения желаемых компонентов от нежелательных приводят к потерям как чистого выхода энергии, так и потерь капитала. В связи с этим компания LS9 разработала процесс, в котором в реакционных камерах, показанных выше, используются природные свойства желаемых компонентов. Используя как состав растворителя, так и осознание того, что наиболее желательные компоненты при производстве биотоплива обладают определенной степенью гидрофобности, LS9 спроектировали свои микробы так, чтобы они осуществляли свои реакции в водной фазе, которая имеет более низкий гидрофобный характер, и их желаемые компоненты: секретируются и всплывают наверх, образуя гидрофобную фазу. Эта фаза легко доступна для собирающих устройств и требует мало энергии для сбора.

Отсутствие тепловыделения

Благодаря изолированному характеру микробного метаболизма в культуре клеток, в которой производятся компоненты биотоплива, нет необходимости повышать температуру для того, чтобы реакции протекали с заметной скоростью. Скорее, доступность субстрата и условия роста определяют скорость реакции желаемого компонента. Это имеет решающее значение, когда этот принцип сопоставляется с энергоемкими процессами большинства биотопливных компаний.

Внешние ссылки

• Домашняя страница компании в марте 2013 г.