美國一研究團(tuán)隊開發(fā)出一種基于氨：銨鹽溶劑的預(yù)處理工藝，可以更快速地溶解植物纖維，從而大大降低利用植物生產(chǎn)生物燃料的成本。相關(guān)研究論文發(fā)表在最新一期的《綠色化學(xué)》雜志上。
秸稈、柳枝、樹葉等植物廢料中，具有緊密堆積的結(jié)晶纖維素，這種纖維素很難被酶或微生物分解，讓植物性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物燃料或生化物質(zhì)變得更困難。在過去的100多年里，科學(xué)家研究出了幾種可以分解纖維素結(jié)晶的溶劑，但這些溶劑要么十分昂貴，要么需要在極端壓力或溫度下才有效。
此次，由羅格斯大學(xué)、密歇根州立大學(xué)、橡樹嶺國家實驗室等機構(gòu)研究人員組成的研究小組開發(fā)出基于氨：銨鹽溶劑的新工藝，可以將纖維素結(jié)晶快速溶解，并最終在接近正常環(huán)境條件下生產(chǎn)出無定形的纖維素。這種再生無定形纖維素經(jīng)水解可轉(zhuǎn)化為可溶性糖，所需的纖維素分解酶用量要比天然纖維素結(jié)晶變體I少約50倍。這意味著可以大大降低生物燃料的生產(chǎn)成本，因為在利用生物質(zhì)生產(chǎn)乙醇等生物燃料的總成本中，分解酶占了15%—20%的份額。
此外，概念驗證結(jié)果表明，新型氨：銨鹽溶劑在預(yù)處理和分餾像玉米秸稈這樣的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的同時，可選擇性地提取約80%—85%的木質(zhì)素。木質(zhì)素是一種廣泛存在于植物體中的芳香性高聚物，可用于生產(chǎn)高價值的酚類化合物。
新型預(yù)處理工藝可在接近正常環(huán)境條件下運行，大大降低了對木質(zhì)纖維素進(jìn)行有效預(yù)處理所需的壓力/溫度要求。研究人員指出，與傳統(tǒng)工藝相比，新工藝更具優(yōu)勢，對工作環(huán)境要求不高，能在超低酶負(fù)荷下快速生產(chǎn)可溶性糖，有效降低乙醇等生物燃料的生產(chǎn)成本。
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