新的成本有效乙醇预处理过程

为什么面对高高的汽油价格,乙醇的产量不突飞猛进?来自玉米淀粉的乙醇生产在美国是一项100亿美元的业务,将于2006年生产40亿加仑的乙醇。在2006年的2006年联盟讲话中,布什总统呼吁在2012年之前将乙醇生产增加一倍,并取代75%到2025年,中东油与可再生材料的生​​物乙醇。欧洲杯足球竞彩

Y.H.说:“我们具有技术能力,但是使乙醇生产经济是问题。”Percival Zhang,农业与生命科学学院生物系统工程助理教授欧洲杯线上买球弗吉尼亚理工学院

张开发了一个更具成本效益的预处理过程,他将在3月26日至30日在亚特兰大举行的第231届美国化学学会全国会议上进行报告。

乙醇现在来自玉米粒。“但这是食物,”张说。“如果我们想生产30至600亿加仑的乙醇,这是实现总统目标所需要的,我们必须使用整个植物或僵硬(叶子,茎和玉米棒),并将内核作为将内核作为食物。”从原材料到生物乙醇的生物转化最大的挑战是高加工成本,导致生物乙醇的价格高于汽油。欧洲杯足球竞彩

玉米臭是美国最丰富的农业残留物。挑战是将糖与木质纤维素分离 - 木质素,半纤维素和纤维素的组合形成植物细胞壁。已经开发了许多将木质纤维素转化为糖的技术,但成本仍然很高,糖产量很低。张说:“没有人愿意冒险 - 将10亿美元投资于基于木质纤维素的大型生物填补区。”“加工成本也很高。它需要化学药品,公用事业,酶和在预处理和顺序处理阶段进行回收。”

张的成本效益预处理过程,该过程整合了三种技术 - 纤维素溶剂预处理,浓酸糖化和有机溶体,并克服了现有过程的局限性。张的“适度反应”不是在150至250摄氏度之间运行的高压系统,以大气压力和50 C(120 F)的作用,以预处理玉米残留物,以释放固体聚合物糖。在几个步骤的预处理系统中,张使用强纤维素溶剂而不是高度腐蚀性化学物质,高压和高温来分解木质素,半纤维素和纤维素之间的联系。

在张柔和的过程中,没有糖降解和抑制剂形成。在接下来的一步中,他创造性地使用高度挥发性的有机溶剂来沉淀溶解的纤维素,提取木质素并实现有效的化学回收。预处理和试剂回收后,可以将木质纤维素分离为四种产品:木质素,半细胞糖,无定形纤维素和乙酸。张说:“联合产品可以产生更多的收入,使生物融资更加有利可图,并启用充分利用散落的木质纤维素资源的卫星生物精炼厂。”“例如,木质素具有许多工业用途,从胶水到聚合物替代品和碳纤维;木糖可以转化为健康甜味添加剂 - 木糖醇或尼龙6的前体。”

从结晶纤维素转化的无定形纤维素是张工艺过程中的另一种有利产物,因为以这种形式,纤维素材料更容易进一步水解,从而导致较高的糖产量,更高的水解速率和较少的酶使用。张通过添加Genencor International的特殊酶(Trichoderma纤维素酶)测试了无定形纤维素水解。结果是,在水解过程24小时后,大约97%的纤维素被消化。

该论文是“新颖的木质纤维素分馏,具有适度的反应条件和试剂回收”(燃料143),由达特茅斯学院的泰耶工程学院的张和李·林德(Lee R. Lynd)于下午1:50介绍。3月30日,星期四,在佐治亚州世界大会中心C203上,作为燃料科学技术会议进展的一部分。欧洲杯线上买球

张自2005年8月以来一直在弗吉尼亚理工大学工作,他在达特茅斯·泰耶工程学院(Dartmouth Thayer Engineering of Engineering)开始了研究,他获得了博士学位,是博士后研究助理,然后是研究科学家。他和林德(Lynd)已申请了美国专利预处理,该预处理已获得了Bioethanol初创公司Mascoma Co.的许可。在加入弗吉尼亚理工大学后,张根据以前的专利做出了重大改进,弗吉尼亚理工大学已申请申请全球专利。

张正在与国家可再生能源实验室和橡树岭国家实验室合作,使用NREL软件来分析各种乙醇生产策略和ORNL设施的经济成本,以测试不同的酶和材料性能。张说:“ NREL和ORNL在木质纤维素加工,生物催化和生物能源研究上花费了30年的时间,并很高兴能够在新技术上合作,这些技术可以有效地克服木质纤维素的顽固性。”“我们希望很快根据Switchgrass建立这项新技术,在弗吉尼亚州建立第一个试点工厂。”

张还将在4月举行的第28届燃料和化学生物技术研讨会。

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