从非食物来源制造乙醇的更经济的方法

2019-04-15 16:26:27
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威斯康星州的科学家们正在报告发现一种降低木材,玉米秸秆和叶子,草坪和其他非食用生物质材料转化为乙醇燃料的成本的方法。他们描述了他们的过程,它在3月25日于旧金山举行的第239届美国化学学会(ACS)全国会议上减少了将生物质中的坚韧纤维状纤维素物质分解成酒精所需的昂贵酶量。

“我们相信我们的发现将对纤维素与生物燃料转化的经济性产生重大影响,”Rajai Atalla博士说。“我们认为它可以使纤维素与玉米作为生物燃料原料的主要葡萄糖来源更具竞争力。” Atalla是位于威斯康星州麦迪逊市的Cellulose Sciences International的创始人。

随着美国和其他国家寻求可再生能源以帮助减少对化石燃料和进口石油的依赖,乙醇已成为延长汽油供应的主要支柱。添加到汽油中的大部分乙醇来自玉米,甜菜,甘蔗和其他粮食作物中的淀粉和糖。然而,问题是关于这种方法是否可持续,以及它对提高粮食价格和减少粮食供应的影响。

Atalla参与纤维素的研究可追溯到20世纪60年代,但最近的一次经历激发了他对纤维素而不是玉米的乙醇的关注。2007年,他读到墨西哥人因玉米制乙醇需求增加而导致玉米价格高涨的问题。

“这让我想到了,”阿塔拉回忆道。“我想,'这太荒谬了。' 如果我们能够从纤维素而不是淀粉中生产出我们需要的产品,我们就不需要与食品竞争。但我们面临着巨大的障碍。使用纤维素所需的酶比转化玉米所需的酶高10倍左右。尽管如此,我们已经开发出的处理方法可以将酶的成本降低到与玉米相同的范围,这将使纤维素成为生物燃料生产中更加可行的生物质底物。

纤维素向葡萄糖的转化长期以来一直是科学家面临的挑战,因为它能够抵抗变成更简单的糖类。Atalla及其同事开发的工艺使纤维素更易于分解,并使纤维素乙醇更具竞争力,可与玉米乙醇和可行的能源相媲美。它也不像其他生物燃料转化过程那样能量密集,如生物质气化。

实验表明,与传统的转换工艺相比,它们能够将纤维素转化率提高80%。“使用这种新技术,我们希望能够将酶的前提剂量减少10倍,这可能会使纤维素转化酶的成本达到与玉米相同的水平,”他说。

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