Создание Биотопливо из кукурузы Стовер
ENERGY
Две новых части создания благоприятных условий для преобразования отходов целлюлозной биомассы (например, травы, растительных остатков и древесных материалов), в биотопливо. Использование кукурузы Стовер - стебли, листья и початков, которые остаются в ком полей после уборки зерновых - один метод реализует процесс предварительной обработки, а другой использует два шага химических методов.
Исследователи из Мичиганского Univ государства. предварительно очищенной кукурузы-растительных остатков до превращения этанола - тем самым избавляя пользователя от необходимости добавить дополнительные питательные вещества и мыть предварительно обработанные целлюлозных материалов, а также снижения затрат на производство биотоплива из целлюлозных материалов.
Есть 2 технических платформ для производства биотоплива из целлюлозной биомассы: так называемые сахара платформы и тепловой платформы. В сахарной платформы, целлюлозы в растения должны быть разбиты на брожение сахаров до перехода на биотопливо. Это делается в настоящее время по предварительной обработки целлюлозных материалов с кислотой, после чего стирка и детоксикации в результате материал. Этот процесс является дорогостоящим и удаляет питательных веществ, в результате чего некоторые ошибочно заключить, что урожай отходов не хватает питательных веществ, необходимых для поддержки брожения, говорит Брюс Дейл, профессор химической технологии и материаловедения.
Расширение аммиака волокна (AFEX) предварительной обработки процесс, разработанный Дейл, использует аммиака нарушить структуру растительного материала, чтобы целлюлозы и гемицеллюлозы могут быть конвертированы более эффективного брожению сахаров. Ферментативного гидролиза дает примерно в пять раз больше сахара, чем получить без предварительной обработки AFEX. Поскольку процесс AFEX сравнительно мягкая, мойки и детоксикации шагов избегать, как это необходимо для дополнительных питательных веществ.
Дейл сказал, что он и докторант Ming Лау продемонстрировали, что можно использовать для AFEX Pretreat кукурузы грубые корма для скота (початки кукурузы, стеблей и листьев), а затем гидролиз и брожение его коммерчески соответствующих уровнях без добавления этилового спирта питательных веществ грубые корма для скота. "Это всегда считалось, что отходы сельскохозяйственного производства, таких как кукуруза грубые корма для скота не хватает питательных веществ для поддержки брожения. Мы показали, что это не так."
Их исследование также показывает, что "химические соединения, созданные при Стовер проходит процесс AFEX может улучшить общий процесс брожения", добавляет Лау. "Это противоречит общему мнению, что эти соединения наносят ущерб и должны быть удалены."
"Промывка, детоксикации и добавления питательных веществ обратно в предварительную обработку целлюлозных материалов три отдельных шагов", говорит Дейл. "Каждый шаг является дорогостоящим, и добавляет к стоимости биотоплива. Ломая целлюлозы в сбраживаемых Сахаров рентабельно было серьезной проблемой замедления производство целлюлозного этанола. AFEX Использование в качестве предварительной обработки процесс может значительно снизить стоимость изготовления биотоплива из целлюлозных материалов ".
Следующим шагом может стать пилотной установке. MBI Интернационала в Lansing, MI, имеет лицензию на процесс AFEX и в настоящее время участвует в расширении для коммерческого применения. "Несколько компаний, в том числе поэт и Маскома корпорации, которые строят некоторые из первого целлюлозного страны заводов этанола могут быть заинтересованы в использовании этой технологии," говорит Дейл. "Мы работаем, чтобы сделать технологию AFEX удовлетворить потребности этих компаний".
Между тем, ученые из Univ. из WisconsinMadison принимают химический подход к преобразованию целлюлозы в сырой биомассы в биотопливо перспективных. Новый двухступенчатый процесс отличается первый шаг, - в котором целлюлоза превращается в "платформу" химических 5-гидрокси methylfurfural (HMF), из которых разнообразие товарных химических веществ могут быть сделаны.
"Другие группы ученых продемонстрировали несколько отдельных этапов преобразования биомассы в HMF, начиная с глюкозой или фруктозой", говорит Рональд Рейнс, профессор отделы биохимии и химии. "Мы показали, как это сделать весь процесс в один шаг, начиная с биомассой себя".
Рейнс и аспирант Джозеф Binder разработала уникальную систему растворителей, чтобы это преобразование возможно. Запатентованную смесь растворителей и добавок чрезвычайных способность растворять целлюлозу.
"Это растворитель может растворить ватные шарики, которые являются чистой целлюлозы", говорит Рейнс. "И это простой системы - не агрессивный, опасный, дорогим или вонючий".
Этот процесс также обходит проблему лигнин, который содержит стен растительной клетки вместе, как клей. Лигнин молекулы действуют как клетки, защищая целлюлозы они окружают. Рейнс и Binder использования химических веществ достаточно мала, чтобы проскочить между лигнина молекул, где они работают, чтобы распустить целлюлозы, расщепляет его на части ее компонент, а затем преобразовать эти куски в МФП.
В шаге 2, HMF превращается в биотопливо 2,5-dimethylfuran (DMF).
Общий доход за этот двухступенчатый биомассы для производства биотоплива процесса 9% - то есть, 9% целлюлозы в образцах кукурузы Стовер в конечном счете превращается в биотопливо.
"Выход DMF не сказочные еще, но второй шаг не оптимизированы", говорит Рейнс, кого волнуют вопросы перспективы DMF в качестве биотоплива. DMF, отмечает он, имеет такое же содержание энергии, как бензин, не смешивается с водой, и совместим с существующей инфраструктурой жидкого топлива транспортом. Она уже используется в качестве присадки к бензину.
В дополнение к кукурузы Стовер, Рейнс и Binder тестирования своих методом сосновых опилок, и они ищут больше образцов для оценки. "Наш процесс является настолько общим, 1 думаю, что мы можем сделать DMF или HMF из любого вида биомассы", говорит он.
