Acid urease producer and its application for biocementation

Abstract

In recent decades, a new promising direction has emerged in biotechnology: the development of environmentally sustainable construction materials. Among these, biocement holds particular significance as a viable alternative to traditional Portland cement, owing to its advantageous properties and reduced environmental footprint. Its production requires considerably less energy and contributes to lower carbon dioxide emissions. Nevertheless, the widespread implementation of biocement is currently hindered by several factors, notably its relatively high production costs and the release of ammonia and ammonium during the biocementation process—compounds that are subject to stringent environmental regulations. One of the possible ways to eliminate the negative environmental aspect of using biocement based on the formation of calcium carbonate is to replace it with calcium phosphate. However, the formation of calcium phosphate occurs at an acidic pH, which necessitates the use of urease, which would be active under these conditions. В останні десятиліття в біотехнології з'явився новий перспективний напрямок: розробка екологічно стійких будівельних матеріалів. Серед них біоцемент має особливе значення як життєздатна альтернатива традиційному портландцементу завдяки своїм вигідним властивостям та зменшеному впливу на навколишнє середовище. Його виробництво потребує значно менше енергії та сприяє зниженню викидів вуглекислого газу. Проте широке впровадження біоцементу наразі гальмується кількома факторами, зокрема відносно високою собівартістю виробництва та виділенням аміаку та амонію під час процесу біоцементації – сполук, які підпадають під суворі екологічні норми. Одним із можливих способів усунення негативного екологічного аспекту використання біоцементу на основі утворення карбонату кальцію є його заміна фосфатом кальцію. Однак утворення фосфату кальцію відбувається при кислому pH, що вимагає використання уреази, яка була б активною за цих умов.