Ежегодно при производстве пальмового масла образуется около 13 миллионов тонн отходов растительного происхождения. Ряд этих отходов может сжигаться, чтобы получать электроэнергию и тепло, обеспечивающее работу аппаратов по отжиму пальмового масла, однако исследователи разработали более интересный метод применения этих отходов.
Адаптация и оптимизация известной технологии по переработке жмыха сахарного тростника и кукурузной соломы с целью извлечения углевода ксилозы, позволила исследователям из Сингапура, работающим под руководством Цинь Чуан Ву (Jin Chuan Wu), выделить ксилозу из отходов производства пальмового масла.
Отходы производства пальмового масла содержат ксилан – полисахарид, элементарным звеном которого является остаток ксилозы. Известно, что ксилан распадается на отдельные молекулы ксилозы в результате гидролиза, катализируемого небольшим количеством кислоты средней силы. Однако гидролитической обработке, направленной на выделение ксилозы, отходы производства пальмового масла подвергаются гораздо реже, чем жмых сахарного тростника и кукурузная солома – основной проблемой в этом случае до определенного момента являлась низкая экономическая эффективность такой обработки пальмового жмыха.
Исследователям из группы Ву удалось разработать экономически эффективный метод гидролиза отходов производства пальмового масла – в качестве катализатора гидролиза они использовали смесь серной и ортофосфорной кислот. Ву поясняет, что комбинация этих кислот позволяет получить ксилозу с большим выходом, а серная и фосфорная кислоты оказывают синергетический эффект, при этом метод конверсии отходов производства пальмового масла, разработанный сингапурскими учеными, позволяет получать не только ксилозу, но и ксилитол (который применяется как заменитель сахара), молочную кислоту и этанол – эти соединения получают с помощью ферментации полученной после гидролиза ксилозы с помощью микроорганизмов. Для того, чтобы такая ферментация была возможна, исследователи из группы Ву использовали компьютерное моделирование для подбора концентраций кислот – слишком низкая концентрация кислот даст низкую скорость гидролиза, а чересчур высокая – убьет микроорганизмы, проводящие ферментацию ксилозы.
Оптимизация условий обработки отходов производства пальмового масла – подбор соотношения кислот, степень их разбавления, температура гидролиза и степень измельчения пальмового жмыха, позволяет получать ксилозу с выходом 80–90%. На следующем этапе гидролизат ксилозы был подвергнут микробиологической ферментации молочнокислыми бактериями, приведшей к образованию молочной кислоты. По словам Ву, молочная кислота может оказаться полезна в производстве полимолочной кислоты – биоразлагаемого полимера, чья устойчивость в широком интервале температур обуславливает его применение в самых различных областях.
|
