开发了可再生丁酸的生物质工艺

科学家们已经开发出一种从生物质中生产丁酸的高效且经济的工艺。

通过国家可再生能源实验室 2021年11月15日
NREL的科学家Eric Karp(左),Davinia Salvachua, Jeffery Linger和Patrick Saboe开发了一种从生物质中生产丁酸的高效且经济的方法,可以用作可再生柴油和航空燃料的前体。由NREL的Dennis Schroeder提供

国家可再生能源实验室(NREL)的科学家开发了一种完全集成的工艺,从木质纤维素生物质中生产出一种有前景的柴油和航空燃料前体,而且成本低于从石油中提取相同材料的销售价格。

NREL研究人员建立的工艺是节能的,与传统的生物生产路线相比,温室气体排放量减少了50%。

前体丁酸通常是从石油衍生的丙烯中提取的。在全球范围内,每年大约生产8万吨,以每公斤1.80美元的价格出售。科学家们估计,他们的生物质衍生丁酸可以以目前石油衍生丁酸销售价格的55%出售。

研究人员在概述他们工作的一篇新论文中指出:“从生物质中生产燃料对于减少我们对石油的依赖和建立可持续的生物经济至关重要。”

这篇论文“从生物质中生物生产燃料前体丁酸的过程强化”发表在《细胞报告物理科学》杂志上。

在进行这项研究时,科学家们评估了已经能够从生物质糖中产生丁酸的微生物。很少有用于工业应用的研究。他们认为有两种细菌——tyrobutyricum和Clostridium butyricum——能够发酵两种主要的木质纤维素糖,葡萄糖和木糖,并产生丁酸盐、醋酸盐、二氧化碳和氢作为主要产物。

利用玉米秸秆作为生物质,研究人员比较了这两种细菌的性能,并确定C. tyrobutyricum能够更好地生产前体。研究人员进一步开发了一种先进的发酵工艺,其中丁酸不断从发酵容器中提取。这一过程被作者称为混合萃取蒸馏-原位产品回收(HED-ISPR)过程,显示了将生物质转化为丁酸作为生产可再生燃料的化学中间体的“有前途的途径”。

鉴于这些积极的结果,研究人员已经开始扩大这一过程,作为建立经济优势的丁酸生产商业路线的一步。最终,研究人员计划扩展这一途径,以证明从生物质到可再生柴油和航空燃料的经济可行途径。

本文最初发表于国家可再生能源实验室