Виноделам давно известно, что смешивание различных сортов винограда может благоприятно сбалансировать вкусовые характеристики вина, которое они производят. В будущем, производители биотоплива может использовать подобную стратегию, смешивая различные сорта сырья, чтобы сбалансировать энергетические характеристики транспортного топлива, которые они производят.
Совместное исследование ученых с Министерства энергетики США (DOE), Биоэнергетического института (JBEI), центр биоэнергетики исследований под руководством Лаборатории Беркли и Национальной лаборатории Айдахо (INL) показали, что ионная жидкость эффективна для предварительной обработки отдельных видов биотопливного сырья, а также является эффективным при предварительной обработке нескольких различных сырьевых ресурсов, которые были смешаны и уплотненны в смеси.
"Наши результаты показывают, что ионная жидкость после предварительной обработки может эффективно обрабатывать смешанное сырье, которое измельчают и уплотняют в гранулы, и может c высокой производительностью вести ферментацию сахаров", говорит Блейк Симмонс, инженер-химик, возглавляющий Деконструкция JBEI автора Отделом. "Это означает, что теперь смешивание и уплотнение широкого спектра сырья имеет значительный потенциал в производстве биотоплива, делая его экономически конкурентным с другими топливными технологиями".
Симмонс и его JBEI коллега Сима Сингх изучили четыре вида биомассы сырья, представляющего растения, которые хорошо подходят для производства в качестве топлива, смешивают и измельчают любую муку или гранулы, затем предварительно обрабатывают 1-этил-3-метилимидазол ацетатом ([C2mim] [OAc]), ионной жидкостью, которая используется в JBEI для переработки биомассы.
Цель состояла в том, чтобы определить влияние перемешивания и уплотнения на эффективность, при которой сложные полисахариды в целлюлозной биомассы могут быть преобразованы в ферментации сахаров для производства топлива.
"Лигноцеллюлозные вещества должны быть в состоянии эффективно обрабатывать имеющиеся региональные сырья на экономически конкурентные цены круглый год, но сырье заметно отличается от региона к региона", говорит Сингх. "Кроме того, отдельные виды сырья в пределах данного региона также весьма переменная, в зависимости от погодных условий, обработки, хранения и сорта сельскохозяйственной культуры. Смешивание и уплотнение различного сырья для создания единого равномерного сырья было предложено в качестве решения, но не так много научных внимания было обращено на эффективность преобразования смеси сырья в ферментации сахаров и топлива ". Учитывая, что глобальная температура теперь достигла рекордно высокого уровня и что сжигание ископаемого топлива выпускает дополнительные 9 миллиардов метрических тонн избыточного атмосфера потепления углерода каждый год, как планеты и американской экономики выиграют от крупномасштабных внутренних передовой биотопливо промышленности. Изготовлен из микробной ферментации сахара в лигноцеллюлозных биомассы, биотоплива являются чистыми, зелеными и возобновляемых источников, и может вытеснить бензин, дизельное и авиационное топливо на галлон на галлон основе и напрямую упал в современных двигателей и инфраструктуры.
Сахаров в лигноцеллюлозной биомассе мало, однако, много сложных полисахаридов, которые глубоко укоренились в очень непокорный материал, называемый лигнин. Чтобы разбить сложную лигноцеллюлозу и гидролизовать полисахариды в сахар, который может быть брожения микробы, исследователи JBEI и в других местах изучали биомассы предварительной обработки с ионной жидкости - экологически безопасные органические соли часто используются в качестве заменителей зеленой химии для летучих органических растворителей.
Исследователи из INL исследовали способы увеличения плотности биомассы сырья, чтобы сделать поставки на НПЗ намного экономичнее. Измельчение сырья в муку или гранул является эффективным процессом для крупномасштабных энергетических производств, но перед этим последним исследованием было неизвестно, как уплотнение одного вида сырья или смеси из нескольких видов повлияет на эффективность обработкой ионной жидкостью и выход сахара.
Исследователи измельчали просо, шишки сосны, початки кукурузы и опилки из эвкалипта в муку и прессовали в гранулы, а затем в течение 24 часов осахаривания смогли получить выход сахара с эффективностью до 90-процентов.
Пеллеты, из-за их более высокой плотностью энергии, были бы предпочтительным вариантом.
|
