如何更容易地将植物废料转化为生物燃料如何更容易地将植物废料转化为生物燃料

新一代氨盐预处理工艺有助于有效分解废生物质,如玉米秸秆、叶片和其他残渣(称为玉米秸秆)。图片:刘世贤/ORNL和Shishir Chundawat/Rutgers University-New Brunswick High Res

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Todd Bates
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研究人员开发了一种新工艺,可以使从植物废料中生产乙醇等生物燃料的成本大大降低,并减少对化石燃料的依赖。

拉特格斯领导的研究小组在《绿色化学》(Green Chemistry)杂志上发表文章称,他们的方法是使用一种以氨盐为基础的溶剂,这种溶剂能迅速将植物纤维转变成制造乙醇所需的糖。

“我们的预处理系统可以削减高达50倍,使用酶solvent-treated纤维素(植物纤维)转变成葡萄糖(糖)用于制造bioproducts和乙醇一样,”作者说Shishir p . s . Chundawat助理教授化学和生化工程系工程学院罗格斯大学(Rutgers 16不伦瑞克。“类似的过程可以极大地降低利用玉米秸秆和叶子等废弃生物质生产生物燃料的成本。”

该溶剂还可以提取植物废料中80%以上的木质素。据Chundawat说,木质素可以与植物纤维结合并增强其强度,在未来可以用来帮助提升有价值的芳香化学品。这项研究得益于合作和橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的高科技Bio-SANS仪器,该仪器用于分析植物废物等复杂生物系统在加工过程中的反应,以便更好地了解纤维素在分子水平上是如何溶解的。

例如,玉米秸秆、树叶和其他残渣(称为玉米秸秆)和柳枝稷含有紧密的纤维素微纤维,比纤维还细。使用酶或微生物很难分解微纤维,这使得许多植物基材料很难转化成生物燃料或生化药品。生物质包括用于可再生能源生产和工业过程的微生物、植物或动物源材料。

用酶加速纤维素向葡萄糖等糖的转化需要合适的溶剂或热和/或化学预处理。在过去的150年里,人们探索了几种可以分解纤维素纤维的溶剂。但大多数溶剂仍然昂贵或需要极端范围的工作压力或温度是有效的。

氨盐为基础的溶剂体系利用酶加速纤维素向糖的转化。它可以大大降低生物燃料的生产成本,因为酶可以占到从生物质能中制造乙醇等生物燃料成本的15%到20%。

Chundawat表示,下一步将优化玉米秸秆、城市固体废物、柳枝稷和杨树等可转化为燃料的生物质能作物的预处理工艺,同时开发更强大的酶以进一步降低成本。

罗格斯大学的合著者包括前博士后Shyamal Roy;博士生Shashwat Gupta;博士后助理Ramendra Pal;还有赵超,前博士后研究员。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.rutgers.edu/how-make-it-easier-turn-plant-waste-biofuels/20200114

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