ScienceDaily (20 февраля 2009) — Ключ к новому процессу, в котором целлюлоза преобразовывается в 5 - (гидроксиметил) фурфурол (5-hydroxymethylfurfural или HMF), из которого может быть получено большое количество ценных химических веществ,нашли американские ученые.
"Другие группы демонстрировали некоторые из индивидуальных шагов, вовлеченных в преобразование биомассы к HMF, начинающимся с глюкозы или фруктозы," говорит Рональд Рэйнес, профессор, заведущий отдела биохимии и отдела химии. "Мы разработали двухступенчатый процесс, который начинается непосредственно с биомассы."
Рэйнес и Джозеф Биндер, докторант отдела химии, спроектировали уникальную растворяющую систему, которая делает преобразование возможным. Специальное соединение растворителей и добавок, для которых находится на рассмотрении патент, имеет экстраординарную способность расщепить целлюлозу, длинные цепи которой богаты энергией молекул сахара, находящихся в материале растения. Поскольку целлюлоза - одно из самых распространенных органических веществ на планете, это многообещающая альтернатива ископаемому топливу.
"Эта растворяющая система может расщепить хлопковые молекулы, которые являются чистой целлюлозой," говорит Рэйнес. "И это - простая система — не коррозионная, не опасная, не дорогая и не пахнущая."
Этот подход одновременно обходит другую серьезную проблему: лигнин, клей, который скрепляет оболочки клеток растения. Считается, что тяжелые, лигниновые молекулы требуются для защиты клеток целлюлозы, которые они окружают. Однако, Рэйнес и Переплет использовали химические вещества, достаточно маленькие, чтобы скользить между лигниновыми молекулами для расщепления целлюлозы на составляющие ее части и затем преобразовать эти части в HMF.
Вторая ступень, Рэйнес и Биндер преобразовали HMF в многообещающее биологическое топливо, 2,5-диметилфуран (2,5-dimethylfuran или DMF). КПД этого двухступенчатого процесса биомасса-биотопливо равен 9 процентам, что означает, что 9 процентов целлюлозы в зерновых образцах было преобразовано в биотопливо.
фото www.chemport.ru
"Конечно выход DMF невелик, но тот вторая ступень не оптимизирована," говорит Рэйнес, который взволнован о перспективах DMF как биотоплива. DMF, он отмечает, имеет то же самое содержание энергии как бензин, не смешивается с водой и совместим с существующей инфраструктурой жидкого топлива . DMF уже использовалась, как добавка к бензину.
Кроме зерна , Рэйнес и Биндер проверили их метод, используя сосновые опилки, и они ищут больше образцов, чтобы испытать. "Наш процесс является настолько общим, я думаю, что мы можем сделать DMF или HMF из любого типа биомассы," говорит он.
Первые опыты Рэйнеса по биотопливу были поддержаны Исследовательским центром Биоэнергии , исследовательским центром биоэнергии Министерства энергетики США. Дополнительная поддержка обеспечивалась через Фонд Науки.
|