Biodesulfurisering

Biodesulfurisering er en bioteknologisk prosess der mikroorganismer fjerner svovel fra organosvovelforbindelser i petroleumsfraksjoner, samtidig som karbonkjeden bevares. Prosessen står i kontrast til tradisjonell hydrodesulfurering (HDS), som krever høyt trykk, hydrogen og betydelige energimengder.

Den mest studerte mekanismen kalles den 4S-veien, spesielt i Rhodococcus-arter som Rhodococcus qingshengii IGTS8 (tidligere Rhodococcus erythropolis IGTS8). Organosvovelforbindelser som dibenzothiophene (DBT) oksideres og omdannes til 2-hydroxybiphenyl (2-HBP) og sulfat gjennom en serie enzymatiske trinn. Nøkkelenzymene i denne veien inkluderer DszC, DszA, DszB og DszD (flavinreduktase). Prosessen har som følge at sulfuret fjernes uten å bryte karbonkjeden.

Praktisk bruk omfatter eks-situ behandling i separate bioreaktorer eller in-situ behandling i raffineringstrinn, med mål om å senke svovelinnholdet i diesel og bensin og dermed redusere utslipp av sulfuroksider. Effektiviteten avhenger av substrattype, mikroorganismenes toleranse og forekomst av toksiske mellomprodukter som 2-HBP.

Utfordringer inkluderer lav reaksjonshastighet og begrenset kapasitet i forhold til HDS, samt behov for kontrollerte forhold og håndtering av mulig inhibering av mikroorganismer. Forskning fokuserer på å forbedre hastighet, utvide substratspekteret og utvikle integrerte prosesser som kombinerer BDS med tradisjonell hydrotreating.

Eksempelorganismer som har blitt utforsket, inkluderer Rhodococcus qingshengii IGTS8 og ulike Sphingomonas-arter, i tillegg til andre miljø- og jordbaserte bakterier.