Published March 24, 2023
| Version v1
Publication
Open
Sustainable Refining of Vegetable Oil Made Easy with a Designer Phospholipase C Enzyme
Creators
- 1. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 2. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario
- 3. École Polytechnique Fédérale de Lausanne
- 4. National Institute of Industrial Technology
Description
The increasing demand pressures the vegetable oil industry to develop novel refining methods. Degumming with type C phospholipases (PLCs) is a green technology and provides extra oil. However, natural PLCs are not active under the harsh conditions used in oil refining plants, requiring additional unit operations. These upfront capital expenditures and the associated operational costs hinder the adoption of this method. Here, we present a process based on ChPLC, a synthetic PLC obtained by consensus sequence design, possessing superior thermal stability and catalytic properties. Using ChPLC, crude soybean oil degumming was completed at 80 °C in 30 min, the temperature and residence time imposed by the design of existing oil refining plants. Remarkably, an extra yield of oil of 2% was obtained using 60% of the dose recommended for PLCs marketed today, saving upfront investments and reducing the operational cost of degumming. A techno-economic analysis indicates that, for medium size plants, ChPLC reduces the overall cost of soybean oil enzymatic degumming by 58%. The process presented here facilitates the implementation of enzymatic technologies to oil producers, regardless of their processing capacity, bringing potential annual benefits in the billion-dollar range for the global economy.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يضغط الطلب المتزايد على صناعة الزيوت النباتية لتطوير أساليب تكرير جديدة. تعد إزالة الصمغ باستخدام إنزيمات الفسفوليباز من النوع C (PLCs) تقنية خضراء وتوفر زيتًا إضافيًا. ومع ذلك، فإن الشركات المحدودة العامة الطبيعية غير نشطة في ظل الظروف القاسية المستخدمة في محطات تكرير النفط، مما يتطلب عمليات إضافية للوحدة. وتعيق هذه النفقات الرأسمالية الأولية والتكاليف التشغيلية المرتبطة بها اعتماد هذه الطريقة. هنا، نقدم عملية تعتمد على ChPLC، وهو PLC اصطناعي تم الحصول عليه من خلال تصميم تسلسل إجماعي، يمتلك استقرارًا حراريًا فائقًا وخصائص حفازة. باستخدام ChPLC، تم الانتهاء من إزالة الصمغ من زيت فول الصويا الخام عند 80 درجة مئوية في 30 دقيقة، وهي درجة الحرارة ووقت البقاء الذي يفرضه تصميم محطات تكرير النفط الحالية. ومن اللافت للنظر أنه تم الحصول على عائد إضافي من النفط بنسبة 2 ٪ باستخدام 60 ٪ من الجرعة الموصى بها لـ PLCs التي يتم تسويقها اليوم، مما يوفر الاستثمارات الأولية ويقلل من التكلفة التشغيلية لإزالة الصمغ. يشير التحليل الفني والاقتصادي إلى أنه بالنسبة للنباتات متوسطة الحجم، يقلل ChPLC من التكلفة الإجمالية لإزالة الصمغ الإنزيمي لزيت فول الصويا بنسبة 58 ٪. تسهل العملية المقدمة هنا تنفيذ التقنيات الأنزيمية لمنتجي النفط، بغض النظر عن قدرتهم على المعالجة، مما يجلب فوائد سنوية محتملة في نطاق مليار دولار للاقتصاد العالمي.Translated Description (French)
La demande croissante pousse l'industrie des huiles végétales à développer de nouvelles méthodes de raffinage. Le dégommage avec des phospholipases de type C (PLC) est une technologie verte et fournit de l'huile supplémentaire. Cependant, les automates naturels ne sont pas actifs dans les conditions difficiles utilisées dans les usines de raffinage du pétrole, ce qui nécessite des opérations unitaires supplémentaires. Ces dépenses d'investissement initiales et les coûts opérationnels associés entravent l'adoption de cette méthode. Nous présentons ici un procédé basé sur le ChPLC, un PLC synthétique obtenu par conception de séquence consensuelle, possédant une stabilité thermique et des propriétés catalytiques supérieures. À l'aide de ChPLC, le dégommage de l'huile de soja brute a été effectué à 80 °C en 30 min, la température et le temps de séjour imposés par la conception des usines de raffinage d'huile existantes. Remarquablement, un rendement supplémentaire de 2 % d'huile a été obtenu en utilisant 60 % de la dose recommandée pour les automates programmables commercialisés aujourd'hui, ce qui a permis d'économiser des investissements initiaux et de réduire le coût opérationnel du dégommage. Une analyse technico-économique indique que, pour les plantes de taille moyenne, le ChPLC réduit le coût global du dégommage enzymatique de l'huile de soja de 58 %. Le processus présenté ici facilite la mise en œuvre de technologies enzymatiques pour les producteurs de pétrole, quelle que soit leur capacité de traitement, apportant des avantages annuels potentiels de l'ordre du milliard de dollars pour l'économie mondiale.Translated Description (Spanish)
La creciente demanda presiona a la industria del aceite vegetal para que desarrolle nuevos métodos de refinación. El desgomado con fosfolipasas de tipo C (PLC) es una tecnología ecológica y proporciona aceite adicional. Sin embargo, los PLC naturales no son activos en las duras condiciones utilizadas en las plantas de refinación de petróleo, lo que requiere operaciones unitarias adicionales. Estos gastos de capital iniciales y los costos operativos asociados dificultan la adopción de este método. Aquí, presentamos un proceso basado en ChPLC, un PLC sintético obtenido por diseño de secuencia de consenso, que posee una estabilidad térmica y propiedades catalíticas superiores. Usando ChPLC, el desgomado del aceite de soja crudo se completó a 80 °C en 30 min, la temperatura y el tiempo de residencia impuestos por el diseño de las plantas de refinación de petróleo existentes. Sorprendentemente, se obtuvo un rendimiento extra de aceite del 2% utilizando el 60% de la dosis recomendada para los PLC comercializados hoy en día, ahorrando inversiones iniciales y reduciendo el coste operativo del desgomado. Un análisis tecnoeconómico indica que, para plantas de tamaño medio, ChPLC reduce el coste total del desgomado enzimático del aceite de soja en un 58%. El proceso presentado aquí facilita la implementación de tecnologías enzimáticas a los productores de petróleo, independientemente de su capacidad de procesamiento, lo que trae beneficios anuales potenciales en el rango de mil millones de dólares para la economía global.Files
latest.pdf.pdf
Files
(748.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:c4f3903e67580d2e522bfb209dce5ac3
|
748.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التكرير المستدام للزيوت النباتية أصبح سهلاً باستخدام إنزيم فوسفوليباز سي المصمم
- Translated title (French)
- Raffinage durable de l'huile végétale facilité par une enzyme phospholipase C de conception
- Translated title (Spanish)
- Refinación sostenible del aceite vegetal fácil con una enzima fosfolipasa C de diseño
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4360815594
- DOI
- 10.1021/acs.jafc.2c09176
References
- https://openalex.org/W1868359274
- https://openalex.org/W1991450664
- https://openalex.org/W1998781216
- https://openalex.org/W2007505530
- https://openalex.org/W2054731691
- https://openalex.org/W2073192089
- https://openalex.org/W2077768633
- https://openalex.org/W2086542189
- https://openalex.org/W2095713613
- https://openalex.org/W2107867854
- https://openalex.org/W2140641873
- https://openalex.org/W2159034455
- https://openalex.org/W2412714128
- https://openalex.org/W2579261433
- https://openalex.org/W2590605820
- https://openalex.org/W2604807730
- https://openalex.org/W2765825213
- https://openalex.org/W2808621454
- https://openalex.org/W2889872645
- https://openalex.org/W2920937758
- https://openalex.org/W3043461432
- https://openalex.org/W3085918507
- https://openalex.org/W3098406972
- https://openalex.org/W3126909180
- https://openalex.org/W3162396523
- https://openalex.org/W4230046749
- https://openalex.org/W4240049779
- https://openalex.org/W4285891261
- https://openalex.org/W4292940456
- https://openalex.org/W4302773963