Улучшение превращения растительных отходов в биотопливо

Подобные процессы могут значительно снизить стоимость производства биотоплива из отходов биомассы, таких как стебли и листья кукурузы

Исследователи разработали новый процесс, который способен значительно сократить производство биотоплива, такого как этанол, из растительных отходов и снизить зависимость от ископаемого топлива.

Их подход, основанный на использовании растворителя на основе соли аммиака, который быстро превращает растительные волокна в сахара, необходимые для производства этанола, хорошо работает при температуре, близкой к комнатной. Само исследование опубликовано в журнале Green Chemistry, https://doi.org/10.1039/C9GC03524A

«Система предварительной обработки может в 50 раз сократить использование ферментов для превращения обработанной растворителем целлюлозы (растительных волокон) в глюкозу (сахар), используемой для производства таких биопродуктов, как этанол». «Подобные процессы могут значительно снизить стоимость производства биотоплива из отходов биомассы, таких как стебли и листья кукурузы».

Растворитель также может извлекать более 80 процентов лигнина из растительных отходов. Лигнин, который связывает и обогащает растительные волокна, может быть использован для модернизации ценных ароматических химикатов в будущем.

В исследовании анализируется то, как сложные биологические системы, такие как растительные отходы, реагируют во время обработки, чтобы лучше понять, как целлюлоза растворяется на молекулярном уровне.

Например, стебли кукурузы, листья и другие остатки (кукурузная солома) и проса, имеют плотно упакованные целлюлозные микрофибриллы, которые представляют собой крошечные пряди, более тонкие, чем волокна. Микрофибриллы трудно разрушить с помощью ферментов или микробов, что затрудняет превращение многих растительных материалов из биомассы в биотопливо или биохимические вещества. Биомасса включает микробные, растительные или животные материалы, используемые для производства возобновляемой энергии и промышленных процессов.

Сейчас для ускорения превращения целлюлозы в сахара, таких как глюкоза, с помощью ферментов, требуются подходящие растворители или предварительная обработка на основе тепла и/или химикатов. За последние 150 лет было исследовано несколько растворителей, которые могут разрушать целлюлозные волокна. Но большинство растворителей остаются дорогостоящими или для обеспечения эффективности требуются экстремальные диапазоны рабочих давлений и/или температур.