Routes to Cellulosic Ethanol

این تصور که تمدن در حال عبور از دوره ای از تغییرات آب و هوایی جهانی است که می تواند سبک زندگی ما را به طور جدی تهدید کند، همراه با امنیت انرژی و جستجوی رفاه، محرک های اصلی هستند که مردان را به استفاده بیشتر از زیست توده به عنوان منبع انرژی سوق می دهند. بسیار مهم است که چنین هدفی شامل بخش بزرگی از پایداری باشد تا انرژی های تجدیدپذیر بیشتری برای جمعیت در دسترس باشد. از آنجایی که مقادیر زیادی انرژی در پلیمرهای کربنی ساخته شده توسط گیاهان، به ویژه کربوهیدرات‌ها، «پنهان» است، بدیهی است که اگر فناوری‌هایی برای تولید سوخت‌های مایع مانند اتانول از پلیمرهای کربوهیدراتی مانند سلولز ایجاد شود، مردان می‌توانند پایداری انرژی را به میزان قابل توجهی افزایش دهند. این کتاب جنبه‌های کلی استفاده از زیست توده برای تولید انرژی زیستی و همچنین استراتژی‌های استفاده از بیوشیمی، زیست‌شناسی مولکولی، شیمی و فیزیک را برای جدا کردن دیواره‌های سلولی گیاه بررسی می‌کند. اکتشافات اخیر علوم پایه در حال توسعه در چندین آزمایشگاه در جهان توسط کارشناسانی بررسی می شود که به شدت با جنبه های زیادی کار می کنند که بر توسعه فناوری تولید اتانول سلولزی تأثیر می گذارد. مارکوس اس. باکریج، زیست شناس است که بیش از 20 سال با ساختار و عملکرد دیواره های سلولی گیاه کار کرده است. پس از سالها در باغ گیاه شناسی سائوپائولو، او به دانشگاه سائوپائولو نقل مکان کرد و در خطوط تحقیقاتی خود در مورد دیواره های سلولی نیشکر و فیزیولوژی نیشکر گنجانده شد. در همان زمان او آزمایشگاه یا بوم‌شناسی فیزیولوژیکی گیاهی (LAFIECO) را تأسیس کرد که به طور انحصاری به مطالعه تأثیرات تغییرات آب و هوای جهانی بر گیاهان و گونه‌های بومی جنگل‌های بارانی اختصاص داشت. او یکی از نویسندگان اصلی گزارش IPCC برای سال 2014 خواهد بود. باکریج به تأسیس BioEn-FAPESP، یکی یا مهمترین برنامه های تحقیقاتی در زمینه انرژی زیستی در برزیل کمک کرد. اخیراً او هماهنگ کننده مؤسسه ملی علم و فناوری بیواتانول شد و اکنون مدیر علمی آزمایشگاه ملی علوم و فناوری بیواتانول برزیل (CTBE) در کامپیناس، برزیل است. او سردبیر ارتباطی مجلات Trees: structure and function، Global Change Biology Bioenergy و Bioenergy Research است. گوستاوو اچ. گلدمن زیست‌شناس، استاد زیست‌شناسی مولکولی در دانشگاه سائوپائولو، برزیل، محقق Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico، برزیل و عضو سابق بنیاد جان سیمون گوگنهایم، ایالات متحده است. او همچنین محققی در آزمایشگاه ملی علوم و فناوری بیواتانول برزیل (CTBE) در Campinas، برزیل، و استاد مدعو در دانشگاه دو مینهو، پرتغال است. تخصص او روی ژنتیک مولکولی قارچ ها است که عمدتاً روی بیولوژی مولکولی آسپرژیلی کار می کند. گلدمن سال‌هاست که با ژنومیک قارچ کار می‌کند و چندین همکاری با JCVI و Brod Institute-MIT، هر دو در ایالات متحده دارد. او در حال حاضر دستیار ویرایشگر PLoS One، ژنتیک قارچ و زیست شناسی، و BMC Genomics است.

The perception that civilization is crossing a period of Global Climatic Changes that can seriously threaten our lifestyle, along with energy security and the search for prosperity, are the main drivers that are pushing men to use more biomass as a source of energy. It will be crucial that such intent will include a large parcel of sustainability so that more renewable energy becomes available for populations. Because large amounts of energy are “hidden” in carbon polymers made by plants, notably carbohydrates, it is obvious that if technologies are developed to produce liquid fuels such as ethanol from carbohydrate polymers such as cellulose, men could significantly increase energy sustainability . This book reviews general aspects of biomass utilization for bioenergy production as well as strategies using biochemistry, molecular biology, chemistry and physics to disassemble plant cell walls. Recent discoveries of basic science under development in several laboratories in the world are reviewed by experts that have been intensively working with many aspects that will impact the development of the technology of production of cellulosic ethanol. Marcos S. Buckeridge, is a biologist who worked for more than 20 years with the structure and function of plant cell walls. After many years at the Botanical Garden of São Paulo, he moved to the University of São Paulo where incorporated in his lines of research investigation of sugarcane cell walls and sugarcane physiology. At the same time he founded the Laboratory or Plant Physiological Ecology (LAFIECO) dedicated exclusively to study the effects of the global climate changes on crop and native rain forest species. He will be one of the lead authors of the IPCC report for 2014. Buckeridge helped to found the BioEn-FAPESP, one or the most important research programs in bioenergy in Brazil. More recently he became coordinator of the National Institute of Science and Technology of Bioethanol, and is now the scientific director of the Brazilian Bioethanol Science and Technology National Laboratory (CTBE) at Campinas, Brazil. He is communicating editor for the journals Trees: structure and function, Global Change Biology Bioenergy and Bioenergy Research. Gustavo H. Goldman is a biologist, Professor of Molecular Biology at the Universidade de Sao Paulo, Brazil, Researcher of the Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico, Brazil, and a former fellow of the John Simon Guggenheim Foundation, USA. He is also an Associate Researcher at the Brazilian Bioethanol Science and Technology National Laboratory (CTBE) at Campinas, Brazil, and Visiting Professor at the Universidade do Minho, Portugal. His expertise is on the molecular genetics of fungi mainly working on the molecular biology of Aspergilli. Goldman has been working with fungal genomics for many years and has several collaborations with the JCVI and the Brod Institute-MIT, both at USA. He is currently Associate Editor of PLoS One, Fungal Genetics and Biology, and BMC Genomics.