Butanol fuel
બ્યુટેનોલનો ઉપયોગ આંતરિક કમ્બશન એન્જિનમાં બળતણ તરીકે થઈ શકે છે. તે ઇથેનોલ કરતાં ગેસોલિન જેવું જ છે. સી4-હાઇડ્રોકાર્બન, બ્યુટેનોલ એ ડ્રોપ-ઇન ઇંધણ છે અને આમ ફેરફાર વિના ગેસોલિન સાથે ઉપયોગ માટે રચાયેલ વાહનોમાં કામ કરે છે. એન-બ્યુટેનોલ અને આઇસોબ્યુટેનોલ બંનેનો સંભવિત ઇંધણ તરીકે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. બંનેનું ઉત્પાદન બાયોમાસ ("બાયોબ્યુટેનોલ" તરીકે) તેમજ અશ્મિભૂત ઇંધણ ("પેટ્રોબ્યુટેનોલ" તરીકે) માંથી થઈ શકે છે. રાસાયણિક ગુણધર્મો આઇસોમર (એન-બ્યુટેનોલ અથવા આઇસોબ્યુટેનોલ) પર આધાર રાખે છે, ઉત્પાદન પદ્ધતિ પર નહીં. ઘણી રીતે રસપ્રદ હોવા છતાં, બ્યુટેનોલ ઇંધણ ભાગ્યે જ આર્થિક રીતે સ્પર્ધાત્મક હોય છે. આનુવંશિક રીતે સુધારેલા સજીવો બ્યુટેનોલની ઊંચી ઉપજ મેળવવામાં મેટાબોલિક એન્જિનિયરિંગ અને આનુવંશિક ઇજનેરીનો ઉપયોગ કરીને મેટાબોલિક નેટવર્કની હેરફેરનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે નોંધપાત્ર પ્રગતિ થઈ છે, બ્યુટેનોલના ઉત્પાદન માટે આથો લાવવાના માર્ગો બિનકાર્યક્ષમ રહે છે. ટીટર અને ઉપજ ઓછી હોય છે અને વિભાજન ખૂબ ખર્ચાળ હોય છે. જેમ કે, બ્યુટેનોલનું માઇક્રોબાયલ ઉત્પાદન પેટ્રોલિયમમાંથી મેળવેલા બ્યુટેનોલની તુલનામાં ખર્ચ-સ્પર્ધાત્મક નથી. વ્યાવસાયિક રીતે અપ્રમાણિત હોવા છતાં, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ અને માઇક્રોબાયલ ઉત્પાદન પદ્ધતિઓનું સંયોજન ટકાઉ સ્રોતોમાંથી બ્યુટેનોલનું ઉત્પાદન કરવાની રીત પ્રદાન કરી શકે છે. એસ્ચેરીચીયા કોલી, અથવા ઇ. કોલી, એક ગ્રામ-નેગેટિવ, સળિયાના આકારનું બેક્ટેરિયમ છે. ઇ. કોલી એ સુક્ષ્મસજીવો છે જે આઇસોબ્યુટેનોલના વ્યાવસાયિક ઉત્પાદન તરફ આગળ વધવાની સૌથી વધુ સંભાવના છે. તેના ઇજનેરી સ્વરૂપમાં, ઇ. કોલાઈ કોઈપણ સુક્ષ્મસજીવોની સરખામણીએ આઇસોબ્યુટેનોલની સૌથી વધુ ઉપજ આપે છે. પ્રાથમિક પદ્ધતિ વિશ્લેષણ જેવી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ ઇ. કોલીની ચયાપચયની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે કરવામાં આવે છે જેથી મોટી માત્રામાં આઇસોબ્યુટેનોલનું ઉત્પાદન થઈ શકે. ઇ. કોલાઈ એ ઘણા કારણોસર એક આદર્શ આઇસોબ્યુટેનોલ બાયો-સિન્થેસાઇઝર છેઃ ઇ. કોલાઈ એ એક જીવ છે જેના માટે આનુવંશિક હેરફેરના ઘણા સાધનો અસ્તિત્વમાં છે, અને તે એક જીવ છે જેના માટે વૈજ્ઞાનિક સાહિત્યનો વ્યાપક સમૂહ અસ્તિત્વમાં છે. જ્ઞાનની આ સંપત્તિ ઇ. કોલીને વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા સરળતાથી સંશોધિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. ઇ. કોલીમાં આઇસોબુટાનોલના સંશ્લેષણમાં લિગ્નોસેલ્યુલોઝ (કૃષિમાંથી બચેલા કચરાના છોડના પદાર્થ) નો ઉપયોગ કરવાની ક્ષમતા છે. લિગ્નોસેલ્યુલોઝનો ઉપયોગ ઇ. કોલીને માનવ વપરાશ માટેના છોડના પદાર્થનો ઉપયોગ કરવાથી અટકાવે છે, અને ઇ. કોલી દ્વારા આઇસોબ્યુટેનોલના જૈવસંશ્લેષણથી થતા કોઈપણ ખાદ્ય-ઇંધણના ભાવ સંબંધને અટકાવે છે. આનુવંશિક ફેરફારનો ઉપયોગ લિગ્નોસેલ્યુલોઝના અવકાશને વિસ્તૃત કરવા માટે કરવામાં આવ્યો છે જેનો ઉપયોગ ઇ. કોલી દ્વારા કરી શકાય છે. આનાથી ઇ. કોલી ઉપયોગી અને વૈવિધ્યસભર આઇસોબ્યુટેનોલ બાયો-સિન્થેસાઇઝર બન્યું છે. ઇ. કોલીની પ્રાથમિક ખામી એ છે કે તે ઉગાડવામાં આવે ત્યારે બેક્ટેરિયોફેજ માટે સંવેદનશીલ હોય છે. આ સંવેદનશીલતા સંભવિત રીતે સમગ્ર બાયોરિએક્ટરને બંધ કરી શકે છે. વધુમાં, ઇ. કોલીમાં આઇસોબ્યુટેનોલ માટેનો મૂળ પ્રતિક્રિયા માર્ગ કોષમાં આઇસોબ્યુટેનોલની મર્યાદિત સાંદ્રતામાં શ્રેષ્ઠ રીતે કાર્ય કરે છે. ઉચ્ચ સાંદ્રતામાં ઇ. કોલીની સંવેદનશીલતાને ઘટાડવા માટે, સંશ્લેષણમાં સામેલ ઉત્સેચકોના મ્યુટન્ટ્સ રેન્ડમ મ્યુટાજેનેસિસ દ્વારા પેદા કરી શકાય છે. તક દ્વારા, કેટલાક મ્યુટન્ટ્સ આઇસોબ્યુટેનોલ માટે વધુ સહિષ્ણુ સાબિત થઈ શકે છે જે સંશ્લેષણની એકંદર ઉપજમાં વધારો કરશે. ક્લોસ્ટ્રિડિયા એન-બ્યુટાનોલ એ. બી. ઈ. દ્વારા બાયોમાસના આથો દ્વારા ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. ક્લોસ્ટ્રિડિયમ એસીટોબ્યુટિલિકમ, ક્લોસ્ટ્રિડિયમ બેઇજેરિંકીનો ઉપયોગ કરીને પ્રક્રિયા. સી. એસિટોબ્યુટિલિકમનો ઉપયોગ એક સમયે સ્ટાર્ચમાંથી એસિટોનના ઉત્પાદન માટે થતો હતો. બ્યુટેનોલ એ આથો લાવવાની આડપેદાશ હતી (બમણું બ્યુટેનોલ ઉત્પન્ન થયું હતું). બાયોબ્યુટેનોલ માટેના ફીડસ્ટોક્સ ઇથેનોલ માટેના ફીડસ્ટોક્સ જેવા જ છેઃ ખાંડ બીટ, શેરડી, મકાઈના અનાજ, ઘઉં અને કસાવા જેવા ઊર્જા પાકો, ઉત્તર અમેરિકામાં સંભવિત બિન-ખાદ્ય ઊર્જા પાકો જેમ કે સ્વીચગ્રાસ અને તે પણ ગ્વાયુલ, તેમજ બાગાસે, સ્ટ્રો અને મકાઈના દાંડા જેવા કૃષિ પેટા ઉત્પાદનો. ડ્યુપોન્ટના જણાવ્યા અનુસાર, હાલના બાયોઇથેનોલ પ્લાન્ટ્સને ખર્ચ-અસરકારક રીતે બાયોબ્યુટેનોલ ઉત્પાદનમાં પુનઃસ્થાપિત કરી શકાય છે. વધુમાં, બાયોમાસ અને કૃષિ ઉપઉત્પાદનોમાંથી બ્યુટેનોલનું ઉત્પાદન વધુ કાર્યક્ષમ બની શકે છે (એટલે કે. ઇથેનોલ અથવા મિથેનોલના ઉત્પાદન કરતાં યુનિટ એન્જિન મોટિવ પાવર યુનિટ દીઠ સૌર ઉર્જાનો વપરાશ) પહોંચાડે છે. ક્લોસ્ટ્રિડિયમનો એક પ્રકાર ઓક્સિજનની હાજરીમાં પણ લગભગ કોઈપણ પ્રકારના સેલ્યુલોઝને બ્યુટેનોલમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. ક્લોસ્ટ્રિડિયમ સેલ્યુલોલિટિકમનો એક પ્રકાર, એક મૂળ સેલ્યુલોઝ-ડિગ્રેડિંગ સુક્ષ્મજીવાણુ, સેલ્યુલોઝમાંથી સીધું આઇસોબ્યુટેનોલ પ્રદાન કરે છે. ક્લોસ્ટ્રિડિયમ ક્લુવેરીમાં હાજર મેટાબોલિક માર્ગનો ઉપયોગ કરીને બ્યુટેરેટ (બ્યુટેનોલ ઇંધણના પુરોગામી) નું ઉત્પાદન કરવા માટે સક્સિનેટ અને ઇથેનોલના સંયોજનને આથો લાવી શકાય છે. સક્સિનેટ એ ટી. સી. એ. ચક્રનું મધ્યવર્તી છે, જે ગ્લુકોઝનું ચયાપચય કરે છે. ક્લોસ્ટ્રિડિયમ એસીટોબ્યુટિલિકમ અને ક્લોસ્ટ્રિડિયમ સૅકરોબ્યુટિલિકમ જેવા એનારોબિક બેક્ટેરિયામાં પણ આ માર્ગો હોય છે. સક્સિનેટને પહેલા સક્રિય કરવામાં આવે છે અને પછી 4-હાઇડ્રોક્સિબ્યુટેરેટ આપવા માટે બે-પગલાંની પ્રતિક્રિયા દ્વારા ઘટાડવામાં આવે છે, જે પછી આગળ ક્રોટોનિલ-કોએન્ઝાઇમ એ (સી. ઓ. એ.) માં ચયાપચય થાય છે. ક્રોટોનિલ-સી. ઓ. એ. પછી બ્યુટાયરેટમાં રૂપાંતરિત થાય છે. ક્લોસ્ટ્રિડિયમમાંથી આ બ્યુટેનોલ ઉત્પાદન માર્ગોને અનુરૂપ જનીનોને ઇ. કોલીમાં ક્લોન કરવામાં આવ્યા હતા. સાયનોબેક્ટેરિયા સાયનોબેક્ટેરિયા એ પ્રકાશસંશ્લેષક બેક્ટેરિયાનો એક વંશ છે. જ્યારે આનુવંશિક રીતે આઇસોબ્યુટેનોલ અને તેના અનુરૂપ એલ્ડિહાઇડનું ઉત્પાદન કરવા માટે એન્જિનિયરિંગ કરવામાં આવે છે ત્યારે તેઓ આઇસોબ્યુટેનોલ બાયોસિન્થેસિસ માટે યોગ્ય છે. સાયનોબેક્ટેરિયાની ઇસોબ્યુટાનોલ ઉત્પાદક પ્રજાતિઓ બાયોફ્યુઅલ સિન્થેસાઇઝર્સ તરીકે ઘણા ફાયદા આપે છેઃ સાયનોબેક્ટેરિયા છોડ કરતાં વધુ ઝડપથી વૃદ્ધિ પામે છે અને છોડ કરતાં વધુ અસરકારક રીતે સૂર્યપ્રકાશને શોષી લે છે. આનો અર્થ એ છે કે તેઓ અન્ય બાયોફ્યુઅલ બાયોસિન્થેસાઇઝર્સ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા છોડના પદાર્થ કરતાં વધુ ઝડપી દરે ફરી ભરી શકાય છે. સાયનોબેક્ટેરિયાને બિન-ખેતીલાયક જમીન (ખેતી માટે ન વપરાતી જમીન) પર ઉગાડી શકાય છે. આ ખાદ્ય સ્રોતો અને બળતણ સ્રોતો વચ્ચેની સ્પર્ધાને અટકાવે છે. સાયનોબેક્ટેરિયાના વિકાસ માટે જરૂરી પૂરક CO2, H2O અને સૂર્યપ્રકાશ છે. આ બે ફાયદા રજૂ કરે છેઃ કારણ કે CO2 વાતાવરણમાંથી મેળવવામાં આવે છે, સાયનોબેક્ટેરિયાને આઇસોબ્યુટેનોલનું સંશ્લેષણ કરવા માટે છોડના પદાર્થની જરૂર નથી (અન્ય સજીવોમાં જે આઇસોબ્યુટેનોલનું સંશ્લેષણ કરે છે, છોડના પદાર્થ એ કૃત્રિમ રીતે આઇસોબ્યુટેનોલને ભેગા કરવા માટે જરૂરી કાર્બનનો સ્રોત છે). આઇસોબ્યુટેનોલ ઉત્પાદનની આ પદ્ધતિ દ્વારા છોડના પદાર્થનો ઉપયોગ થતો નથી, તેથી ખાદ્ય સ્રોતોમાંથી છોડના પદાર્થનો સ્રોત બનાવવાની અને ખાદ્ય-ઇંધણના ભાવ સંબંધ બનાવવાની જરૂરિયાત ટાળી શકાય છે. કારણ કે CO2 વાતાવરણમાંથી સાયનોબેક્ટેરિયા દ્વારા શોષાય છે, તેથી બાયોરેમેડિએશન (સાયનોબેક્ટેરિયાના સ્વરૂપમાં વાતાવરણમાંથી વધારાનું CO2 દૂર કરવાની) શક્યતા અસ્તિત્વમાં છે. સાયનોબેક્ટેરિયાની પ્રાથમિક ખામીઓ છેઃ જ્યારે તેઓ ઉગાડવામાં આવે છે ત્યારે તેઓ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. સાયનોબેક્ટેરિયા અયોગ્ય તરંગલંબાઇ અને તીવ્રતાના સૂર્યપ્રકાશ, અયોગ્ય સાંદ્રતાના CO2 અથવા અયોગ્ય ખારાશના H2O થી ખૂબ પીડાય છે, જો કે સાયનોબેક્ટેરિયાની સંપત્તિ ખારા અને દરિયાઈ પાણીમાં વધવા માટે સક્ષમ છે. આ પરિબળોને સામાન્ય રીતે નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ હોય છે, અને આઇસોબ્યુટેનોલના સાયનોબેક્ટેરિયલ ઉત્પાદનમાં મોટો અવરોધ રજૂ કરે છે. સાયનોબેક્ટેરિયા બાયોરિએક્ટરને કામ કરવા માટે ઉચ્ચ ઊર્જાની જરૂર પડે છે. સંસ્કૃતિઓને સતત મિશ્રણની જરૂર પડે છે, અને જૈવસંશ્લેષક ઉત્પાદનોની લણણી ઊર્જા-સઘન હોય છે. આ સાયનોબેક્ટેરિયા દ્વારા આઇસોબ્યુટેનોલના ઉત્પાદનની કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો કરે છે. સાયનોબેક્ટેરિયાને તેમના બ્યુટેનોલ ઉત્પાદનને વધારવા માટે ફરીથી ઇજનેરી કરી શકાય છે, જે પાથવે ઇજનેરીમાં ડિઝાઇન સિદ્ધાંત તરીકે એટીપી અને કોફેક્ટર ડ્રાઇવિંગ દળોનું મહત્વ દર્શાવે છે. ઘણા સજીવોમાં એસિટિલ-કોએ આધારિત માર્ગનો ઉપયોગ કરીને બ્યુટેનોલ ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા હોય છે. આ માર્ગની મુખ્ય સમસ્યા એ છે કે એસિટોએસિટિલ-સીઓએમાં બે એસિટિલ-સીઓએ અણુઓના ઘનીકરણને લગતી પ્રથમ પ્રતિક્રિયા છે. આ પ્રતિક્રિયા તેની સાથે સંકળાયેલી હકારાત્મક ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જાને કારણે થર્મોડાયનેમિકલી પ્રતિકૂળ છે (dG = 6.8 kC/mol). બેસિલસ સબટિલિસ બેસિલસ સબટિલિસ એ ગ્રામ-પોઝિટિવ લાકડીના આકારનું બેક્ટેરિયા છે. બેસિલસ સબટિલિસ ઇ. કોલીના ઘણા સમાન ફાયદા અને ગેરફાયદા આપે છે, પરંતુ તેનો ઓછો ઉપયોગ થાય છે અને ઇ. કોલી જેટલા મોટા પ્રમાણમાં આઇસોબ્યુટેનોલનું ઉત્પાદન કરતું નથી. ઇ. કોલીની જેમ, બી. સબટિલિસ લિગ્નોસેલ્યુલોઝમાંથી આઇસોબ્યુટાનોલ ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ છે, અને સામાન્ય આનુવંશિક તકનીકો દ્વારા સરળતાથી હેરફેર કરવામાં આવે છે. બી. સબટિલિસ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા આઇસોબ્યુટેનોલ-સંશ્લેષણ ચયાપચય માર્ગને સુધારવા માટે પ્રાથમિક પદ્ધતિ વિશ્લેષણનો પણ ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે, જે આઇસોબ્યુટેનોલની ઊંચી ઉપજ તરફ દોરી જાય છે. Saccharomyces cerevisiae અથવા S. cerevisiae એ યીસ્ટની એક પ્રજાતિ છે. તે કુદરતી રીતે તેના વેલાઇન બાયોસિન્થેટિક માર્ગ દ્વારા નાની માત્રામાં આઇસોબ્યુટેનોલ ઉત્પન્ન કરે છે. એસ. સેરેવિસિયા એ ઘણા કારણોસર આઇસોબ્યુટેનોલ બાયોફ્યુઅલના ઉત્પાદન માટે આદર્શ ઉમેદવાર છેઃ એસ. સેરેવિસિયા નીચા પીએચ સ્તરે ઉગાડી શકાય છે, જે ઔદ્યોગિક બાયોરિએક્ટરમાં વૃદ્ધિ દરમિયાન દૂષણને રોકવામાં મદદ કરે છે. એસ. સેરેવિસિયાને બેક્ટેરિયોફેજથી અસર થઈ શકતી નથી કારણ કે તે યુકેરીયોટ છે. એસ. સેરેવિસિયા અને તેના જીવવિજ્ઞાન વિશે વ્યાપક વૈજ્ઞાનિક જ્ઞાન પહેલેથી જ અસ્તિત્વમાં છે. એસ. સેરેવિસિયાના વેલાઇન બાયોસિન્થેટિક માર્ગમાં ઉત્સેચકોની અતિશય અભિવ્યક્તિનો ઉપયોગ આઇસોબુટાનોલની ઉપજમાં સુધારો કરવા માટે કરવામાં આવ્યો છે. જો કે, એસ. સેરેવિસિયા, તેના અંતર્ગત જીવવિજ્ઞાનને કારણે તેની સાથે કામ કરવું મુશ્કેલ સાબિત થયું છેઃ યુકેરીયોટ તરીકે, એસ. સેરેવિસિયા આનુવંશિક રીતે ઇ. કોલી અથવા બી. સબટિલિસ કરતાં વધુ જટિલ છે, અને પરિણામે આનુવંશિક રીતે હેરફેર કરવું મુશ્કેલ છે. એસ. સેરેવિસિયા ઇથેનોલનું ઉત્પાદન કરવાની કુદરતી ક્ષમતા ધરાવે છે. આ કુદરતી ક્ષમતા "પ્રભાવશાળી" બની શકે છે અને પરિણામે એસ. સેરેવિસિયા દ્વારા આઇસોબ્યુટેનોલના ઉત્પાદનને અટકાવી શકે છે. એસ. સેરેવિસિયા આઇસોબ્યુટેનોલનું ઉત્પાદન કરવા માટે પાંચ-કાર્બન શર્કરાનો ઉપયોગ કરી શકતા નથી. પાંચ-કાર્બન શર્કરાનો ઉપયોગ કરવાની અસમર્થતા એસ. સેરેવિસિયાને લિગ્નોસેલ્યુલોઝનો ઉપયોગ કરવાથી પ્રતિબંધિત કરે છે, અને તેનો અર્થ એ છે કે એસ. સેરેવિસિયાએ આઇસોબુટાનોલનું ઉત્પાદન કરવા માટે માનવ વપરાશ માટેના છોડના પદાર્થનો ઉપયોગ કરવો જ જોઇએ. જ્યારે એસ. સેરેવિસિયા દ્વારા આઇસોબ્યુટેનોલનું ઉત્પાદન કરવામાં આવે છે ત્યારે આ પ્રતિકૂળ ખોરાક/ઇંધણના ભાવ સંબંધમાં પરિણમે છે. રાલ્સ્ટોનિયા યુટ્રોફા ક્યુપ્રિયાવિડસ નેકેટર (= રાલ્સ્ટોનિયા યુટ્રોફા) એ બીટાપ્રોટોબેક્ટેરિયા વર્ગનું ગ્રામ-નેગેટિવ માટીનું બેક્ટેરિયમ છે. તે પરોક્ષ રીતે વિદ્યુત ઊર્જાને આઇસોબ્યુટેનોલમાં રૂપાંતરિત કરવામાં સક્ષમ છે. આ રૂપાંતરણ કેટલાંક પગલાંઓમાં પૂર્ણ થાય છેઃ એનોડ્સને H2O અને CO2ના મિશ્રણમાં મૂકવામાં આવે છે. વિદ્યુત પ્રવાહ એનોડમાંથી પસાર થાય છે, અને વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રક્રિયા દ્વારા H2O અને CO2ને જોડીને ફોર્મિક એસિડનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. સી. નેકેટરની સંસ્કૃતિ (વીજળી માટે સહિષ્ણુ તાણથી બનેલી) H2O અને CO2 મિશ્રણમાં રાખવામાં આવે છે. સી. નેકેટરનું સંવર્ધન પછી મિશ્રણમાંથી ફોર્મિક એસિડને આઇસોબ્યુટેનોલમાં રૂપાંતરિત કરે છે. પછી જૈવસંશ્લેષિત આઇસોબ્યુટેનોલને મિશ્રણમાંથી અલગ કરવામાં આવે છે, અને તેનો ઉપયોગ જૈવ ઇંધણ તરીકે થઈ શકે છે. ફીડસ્ટોક્સ કાચા માલની ઊંચી કિંમત બ્યુટેનોલ્સના વ્યાપારી ઉત્પાદનમાં મુખ્ય અવરોધોમાંથી એક માનવામાં આવે છે. સસ્તા અને વિપુલ પ્રમાણમાં ફીડસ્ટોક્સનો ઉપયોગ, દા. ત., મકાઈનો સંગ્રહ, પ્રક્રિયાની આર્થિક સદ્ધરતા વધારી શકે છે. મેટાબોલિક ઇજનેરીનો ઉપયોગ જીવતંત્રને ગ્લુકોઝને બદલે ગ્લિસરોલ જેવા સસ્તા સબસ્ટ્રેટનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપવા માટે થઈ શકે છે. કારણ કે આથો લાવવાની પ્રક્રિયાઓમાં ખોરાકમાંથી મેળવેલા ગ્લુકોઝની જરૂર પડે છે, બ્યુટેનોલનું ઉત્પાદન ખોરાકના પુરવઠાને નકારાત્મક અસર કરી શકે છે (ખોરાક વિરુદ્ધ બળતણ ચર્ચા જુઓ). બ્યુટેનોલના ઉત્પાદન માટે ગ્લિસરોલ એક સારો વૈકલ્પિક સ્રોત છે. જ્યારે ગ્લુકોઝના સ્ત્રોતો મૂલ્યવાન અને મર્યાદિત હોય છે, ત્યારે ગ્લિસરોલ વિપુલ પ્રમાણમાં હોય છે અને તેની બજાર કિંમત ઓછી હોય છે કારણ કે તે બાયોડિઝલ ઉત્પાદનનું નકામું ઉત્પાદન છે. ગ્લિસરોલમાંથી બુટાનોલનું ઉત્પાદન ક્લોસ્ટ્રિડિયમ પેસ્ટ્યુરિયનમ બેક્ટેરિયમમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા ચયાપચયના માર્ગોનો ઉપયોગ કરીને આર્થિક રીતે સક્ષમ છે. કાર્યક્ષમતામાં સુધારો ક્લાઉડ પોઇન્ટ સેપરેશન નામની પ્રક્રિયા ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા સાથે બ્યુટેનોલની પુનઃપ્રાપ્તિની મંજૂરી આપી શકે છે. ઉત્પાદકો અને વિતરણ ડ્યુપોન્ટ અને બી. પી. બાયોબ્યુટેનોલને આગામી પેઢીના બાયોફ્યુઅલના વિકાસ, ઉત્પાદન અને વેચાણ માટેના તેમના સંયુક્ત પ્રયાસોનું પ્રથમ ઉત્પાદન બનાવવાની યોજના ધરાવે છે. યુરોપમાં સ્વિસ કંપની બુટાલ્કો સેલ્યુલોસિક સામગ્રીમાંથી બાયોબ્યુટેનોલના ઉત્પાદન માટે આનુવંશિક રીતે સુધારેલ યીસ્ટ વિકસાવી રહી છે. યુનાઈટેડ સ્ટેટ્સ સ્થિત કંપની ગોર્મેટ બુટાનોલ એક એવી પ્રક્રિયા વિકસાવી રહી છે જે જૈવિક કચરાને બાયોબુટાનોલમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે ફૂગનો ઉપયોગ કરે છે. સેલ્ટિક રિન્યુએબલ્સ કચરામાંથી બાયોબ્યુટેનોલ બનાવે છે જે વ્હિસ્કી અને લો-ગ્રેડ બટાટાના ઉત્પાદનમાંથી પરિણમે છે. સામાન્ય ઇંધણના ગુણધર્મો ઇસોબ્યુટેનોલ ઇસોબ્યુટેનોલ એ બીજી પેઢીનું જૈવ ઇંધણ છે જેમાં ઘણા ગુણો છે જે ઇથેનોલ દ્વારા પ્રસ્તુત સમસ્યાઓનું સમાધાન કરે છે. ઇસોબ્યુટેનોલના ગુણધર્મો તેને એક આકર્ષક બાયોફ્યુઅલ બનાવે છેઃ પ્રમાણમાં ઉચ્ચ ઊર્જા ઘનતા, ગેસોલિનની 98 ટકા. તે હવામાંથી પાણી સહેલાઈથી શોષતું નથી, એન્જિન અને પાઇપલાઇનોના કાટને અટકાવે છે. ગેસોલિન સાથે કોઈપણ પ્રમાણમાં મિશ્રિત કરી શકાય છે, જેનો અર્થ થાય છે કે બળતણ હાલના પેટ્રોલિયમ માળખામાં રિપ્લેસમેન્ટ ઇંધણ અથવા મુખ્ય એડિટિવ તરીકે "ડ્રોપ" કરી શકે છે. ખાદ્ય પુરવઠો સાથે જોડાયેલા ન હોય તેવા છોડના પદાર્થોમાંથી ઉત્પાદન કરી શકાય છે, જે બળતણ-કિંમત/ખોરાક-કિંમતના સંબંધને અટકાવે છે. એવું ધારીને કે તે શેષ લિગ્નોસેલ્યુલોસિક ફીડસ્ટોક્સમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે, ગેસોલિન સાથે આઇસોબુટાનોલનું મિશ્રણ GHG ઉત્સર્જનમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરી શકે છે. એન-બ્યુટેનોલ બ્યુટેનોલ પાણીના દૂષણને વધુ સારી રીતે સહન કરે છે અને ઇથેનોલ કરતાં ઓછું સડો કરતા હોય છે અને ગેસોલિન માટે હાલની પાઈપલાઈન દ્વારા વિતરણ માટે વધુ યોગ્ય છે. ડીઝલ અથવા ગેસોલિન સાથેના મિશ્રણમાં, જો બળતણ પાણીથી દૂષિત હોય તો બ્યુટેનોલ આ બળતણથી અલગ થવાની શક્યતા ઇથેનોલ કરતાં ઓછી હોય છે. ઇથેનોલ ધરાવતા બ્યુટેનોલ અને ગેસોલિન સાથે વરાળ દબાણ સહ-મિશ્રણ પણ છે, જે ઇથેનોલના મિશ્રણને સરળ બનાવે છે. આ મિશ્રિત ઇંધણના સંગ્રહ અને વિતરણને સરળ બનાવે છે. એન-બ્યુટેનોલનું ઓક્ટેન રેટિંગ ગેસોલિન જેવું જ છે પરંતુ ઇથેનોલ અને મિથેનોલ કરતાં ઓછું છે. એન-બ્યુટેનોલ 96 નો આરઓએન (રિસર્ચ ઓક્ટેન નંબર) અને 78 નો એમઓએન (મોટર ઓક્ટેન નંબર) ધરાવે છે (પરિણામે 87 નો "(આર + એમ)/2 પંપ ઓક્ટેન નંબર" સાથે, જેમ કે ઉત્તર અમેરિકામાં વપરાય છે) જ્યારે ટી-બ્યુટેનોલ 105 આરઓએન અને 89 એમઓએનનું ઓક્ટેન રેટિંગ ધરાવે છે. ટી-બ્યુટેનોલનો ઉપયોગ ગેસોલિનમાં એક ઉમેરણ તરીકે થાય છે પરંતુ તેનો ઉપયોગ તેના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં બળતણ તરીકે કરી શકાતો નથી કારણ કે તેનું પ્રમાણમાં ઊંચું ગલનબિંદુ 25.5 ડિગ્રી સેલ્સિયસ (79 ડિગ્રી ફેરનહીટ) તેને ઓરડાના તાપમાનની નજીક ઘટ્ટ કરે છે. બીજી બાજુ, આઇસોબ્યુટેનોલ એન-બ્યુટેનોલ કરતાં ઓછું ગલનબિંદુ ધરાવે છે અને 113 નું અનુકૂળ આરઓએન અને 94 નું એમઓએન ધરાવે છે, અને આમ તે ઉચ્ચ અપૂર્ણાંક ગેસોલિન મિશ્રણ, એન-બ્યુટેનોલ સાથે મિશ્રણ અથવા એકલ બળતણ તરીકે વધુ યોગ્ય છે. ઉચ્ચ ઓક્ટેન રેટિંગ ધરાવતું બળતણ ખખડાવવાની શક્યતા ઓછી હોય છે (સંકોચન દ્વારા અત્યંત ઝડપી અને સ્વયંસ્ફુરિત દહન) અને કોઈપણ આધુનિક કાર એન્જિનની નિયંત્રણ પ્રણાલી ઇગ્નીશન સમયને સમાયોજિત કરીને આનો લાભ લઈ શકે છે. આ ઊર્જા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરશે, જે વિવિધ ઇંધણ સૂચવે છે તે ઊર્જા સામગ્રીની સરખામણી કરતાં વધુ સારી ઇંધણ અર્થવ્યવસ્થા તરફ દોરી જશે. સંકોચન ગુણોત્તરમાં વધારો કરીને, બળતણ અર્થતંત્ર, શક્તિ અને ટોર્કમાં વધુ લાભ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. તેનાથી વિપરીત, ઓક્ટેન રેટિંગ ઓછું ધરાવતું બળતણ ખખડાવવાની શક્યતા વધારે હોય છે અને કાર્યક્ષમતા ઘટાડશે. નોકીંગ પણ એન્જિનને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. 87 ઓક્ટેન પર ચલાવવા માટે રચાયેલ એન્જિનમાં ઉચ્ચ ઓક્ટેન ઇંધણ સાથે સંચાલિત થવાથી કોઈ વધારાની શક્તિ/બળતણ બચત નહીં હોય. બ્યુટેનોલની લાક્ષણિકતાઓઃ હવા-ઇંધણ ગુણોત્તર, ચોક્કસ ઊર્જા, સ્નિગ્ધતા, ચોક્કસ ગરમી બ્યુટેનોલ અને ઇથેનોલ સહિત આલ્કોહોલ ઇંધણ આંશિક રીતે ઓક્સિડાઇઝ થાય છે અને તેથી ગેસોલિન કરતાં વધુ સમૃદ્ધ મિશ્રણ પર ચલાવવાની જરૂર પડે છે. કારમાં પ્રમાણભૂત ગેસોલિન એન્જિન ઇંધણમાં વિવિધતાઓને સમાવવા માટે હવા-ઇંધણના ગુણોત્તરને સમાયોજિત કરી શકે છે, પરંતુ માત્ર મોડેલના આધારે ચોક્કસ મર્યાદામાં. જો શુદ્ધ ઇથેનોલ પર એન્જિન ચલાવીને અથવા ઇથેનોલની ઊંચી ટકાવારી સાથે ગેસોલિન મિશ્રણ કરીને મર્યાદા ઓળંગી જાય, તો એન્જિન નબળું ચાલશે, જે ઘટકોને ગંભીર નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. ઇથેનોલની તુલનામાં, બ્યુટેનોલને ગેસોલિન સાથે ઉચ્ચ ગુણોત્તરમાં મિશ્રિત કરી શકાય છે, જે હાલની કારમાં રેટ્રોફિટની જરૂર વગર ઉપયોગ કરી શકાય છે કારણ કે હવા-ઇંધણ ગુણોત્તર અને ઊર્જાનું પ્રમાણ ગેસોલિનની નજીક છે. આલ્કોહોલ ઇંધણમાં પેટ્રોલની સરખામણીમાં એકમ દીઠ વજન અને એકમ વોલ્યુમમાં ઓછી ઊર્જા હોય છે. ચક્ર દીઠ મુક્ત થતી ચોખ્ખી ઊર્જાની સરખામણી શક્ય બનાવવા માટે કેટલીકવાર ઇંધણ વિશિષ્ટ ઊર્જા તરીકે ઓળખાતા માપનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. તેને હવા બળતણ ગુણોત્તર દીઠ મુક્ત થતી ઊર્જા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. બ્યુટેનોલ માટે ઇથેનોલ અથવા મિથેનોલ કરતાં ચક્ર દીઠ મુક્ત થતી ચોખ્ખી ઊર્જા વધારે છે અને ગેસોલિન કરતાં લગભગ 10 ટકા વધારે છે. લાંબા કાર્બન સાંકળો સાથે આલ્કોહોલની સ્નિગ્ધતા વધે છે. આ કારણોસર, જ્યારે વધુ ચીકણું દ્રાવક ઇચ્છિત હોય ત્યારે બ્યુટેનોલનો ઉપયોગ ટૂંકા આલ્કોહોલના વિકલ્પ તરીકે થાય છે. બ્યુટેનોલની કાઇનેમેટિક સ્નિગ્ધતા ગેસોલિન કરતાં ઘણી ગણી વધારે છે અને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા ડીઝલ ઇંધણ જેટલી ચીકણું છે. એન્જિનમાં રહેલું બળતણ બળી જાય તે પહેલાં તેને બાષ્પીભવન કરવું પડે છે. ઠંડા હવામાનમાં શરૂ થતી ઠંડી દરમિયાન આલ્કોહોલ ઇંધણમાં અપૂરતું બાષ્પીભવન એક જાણીતી સમસ્યા છે. બ્યુટેનોલના બાષ્પીભવનની ગરમી ઇથેનોલ કરતાં અડધાથી ઓછી હોવાથી, બ્યુટેનોલ પર ચાલતા એન્જિનને ઇથેનોલ અથવા મિથેનોલ પર ચાલતા એન્જિન કરતાં ઠંડા હવામાનમાં શરૂ કરવું સરળ હોવું જોઈએ. ઇયુ, યુએસ અને બ્રાઝિલ સહિત ઘણા દેશોમાં ગેસોલિનમાં ઇથેનોલ અને મિથેનોલના મિશ્રણ માટેના ધોરણો અસ્તિત્વમાં છે. બ્યુટેનોલ, ઇથેનોલ અને ગેસોલિનના સ્ટોઇકિઓમેટ્રિક ઇંધણ-વાયુ ગુણોત્તર વચ્ચેના સંબંધો પરથી અંદાજે સમકક્ષ બ્યુટેનોલ મિશ્રણની ગણતરી કરી શકાય છે. ગેસોલિન તરીકે વેચાતા ઇંધણ માટે સામાન્ય ઇથેનોલ ઇંધણ મિશ્રણ હાલમાં 5 ટકાથી 10 ટકા સુધી હોય છે. એવો અંદાજ છે કે યુ. એસ. માં મકાઈના અવશેષોમાંથી આશરે 9.5 ગીગાલિટર (જીએલ) ગેસોલિનની બચત થઈ શકે છે અને લગભગ 64.6 જીએલ બ્યુટેનોલ-ગેસોલિન મિશ્રણ 16 ટકા (બીયુ16) નું સંભવિત ઉત્પાદન થઈ શકે છે, જે કુલ સ્થાનિક ગેસોલિન વપરાશના 11.8% ની સમકક્ષ છે. એન-બ્યુટેનોલની સંભવિત આક્રમક કેળા જેવી ગંધને કારણે ગ્રાહકોની સ્વીકૃતિ મર્યાદિત હોઈ શકે છે. 85 ટકા ઇથેનોલ અને 15 ટકા બ્યુટેનોલ (E85B) ધરાવતા ઇંધણનું વેચાણ કરવાની યોજના ચાલી રહી છે, જેથી વર્તમાન E85 આંતરિક દહન એન્જિન 100% નવીનીકરણીય ઇંધણ પર ચાલી શકે જે કોઈપણ અશ્મિભૂત ઇંધણનો ઉપયોગ કર્યા વિના બનાવી શકાય. કારણ કે તેની લાંબી હાઇડ્રોકાર્બન સાંકળ તેને એકદમ બિન-ધ્રુવીય બનાવે છે, તે ઇથેનોલ કરતાં ગેસોલિન જેવું જ છે. બ્યુટાનોલ ફેરફાર વિના ગેસોલિન સાથે ઉપયોગ માટે રચાયેલ વાહનોમાં કામ કરે છે તેવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. વાહનોમાં બ્યુટેનોલ હાલમાં કોઈ ઉત્પાદન વાહનને 100% બ્યુટેનોલ સાથે ઉપયોગ માટે ઉત્પાદક દ્વારા મંજૂરી આપવામાં આવી નથી. 2009ની શરૂઆતમાં, E85 ઇંધણનો ઉપયોગ કરવા માટે પણ માત્ર થોડા વાહનોને મંજૂરી આપવામાં આવી છે. યુ. એસ. એ. માં 85 ટકા ઇથેનોલ + 15 ટકા ગેસોલિન). જો કે, બ્રાઝિલમાં તમામ વાહન ઉત્પાદકો (ફિયાટ, ફોર્ડ, વીડબ્લ્યુ, જીએમ, ટોયોટા, હોન્ડા, પ્યુજો, સિટ્રોન અને અન્ય) "ફ્લેક્સ-ઇંધણ" વાહનોનું ઉત્પાદન કરે છે જે 100% ગેસોલિન અથવા 85 ટકા ઇથેનોલ (E85) સુધી ઇથેનોલ અને ગેસોલિનના કોઈપણ મિશ્રણ પર ચાલી શકે છે. આ ફ્લેક્સ ફ્યુઅલ કાર 2009માં બ્રાઝિલમાં વ્યક્તિગત વાહનોના 90 ટકા વેચાણનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. બ્યુટેનોલ ઇંધણના ઉત્પાદન અને પ્રોત્સાહન માટે સંયુક્ત સાહસમાં રોકાયેલા બી. પી. અને ડ્યુપોન્ટ દાવો કરે છે કે "બાયોબ્યુટાનોલને યુરોપિયન ગેસોલિનમાં 10 ટકા વી/વી અને યુએસ ગેસોલિનમાં 11.5%v/v સુધી મિશ્રિત કરી શકાય છે". 2009ની પેટિટ લે મેન્સ સ્પર્ધામાં, નં. 16 લોલા બી 09/86-ડાયસન રેસિંગની મઝદા એમઝેડઆર-આર ટીમ ટેક્નોલોજી પાર્ટનર બી. પી. દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલા બાયોબ્યુટેનોલ અને ઇથેનોલના મિશ્રણ પર ચાલી હતી. આલ્કોહોલ ટુ જેટ ફ્યુઅલ પણ જુઓ એર-આલ્કોહોલ બાયોફ્યુઅલ બાયોડિઝલ બાયોહાઇડ્રોજન બાયોમાસનું મિશ્રિત આલ્કોહોલ ઇંધણમાં બાયોકોન્વર્ઝન બ્યુટેનોલ ઉત્પ્રેરક ડાઇમિથાઇલ ઈથર ઉત્સર્જન ધોરણો ઊર્જા પાક ઇથેનોલ ઇંધણ ફોર્મિક એસિડઃ સૂક્ષ્મજીવાણુઓના ઉપયોગથી આઇસોબ્યુટેનોલનું ઉત્પાદન કરવા માટે મધ્યસ્થી તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે જીવો બાયોફ્યુઅલ ઔદ્યોગિક આથો બાયોફ્યુઅલ સંદર્ભો માટે ઉપયોગમાં લેવાતા વનસ્પતિ તેલની સૂચિ બાયોબ્યુટેનોલ (EERE). ગ્રીન કાર કોંગ્રેસ બ્યુટેનોલ 3D વ્યૂ અને પી. ડી. બી.-ફાઇલ આલ્કોહોલ ઇંધણમાંથી બાયોબ્યુટેનોલ સંશોધન સમાચાર