Производство биотоплива

Производство биотоплива

Древесина отлично подходит для строительства и обогрева дома, но довольно проблемна для биотоплива. Причина сложности в изготовлении биотоплива из древесины и растений в целом состоит в необходимости удаления лигнина. Лигнин представляет из себя вещество из которого состоят одеревеневшие стенки растительных клеток. Чтобы добраться до сладкой целлюлозы, которая сбраживается в спирты и другие высококалорийные соединения требуются высокие температуры и едкие химические вещества.

Учеными проводятся исследования по самоуничтожению лигнина в сельскохозяйственных растениях, таких как кукуруза. Министерство энергетики США поддержало ряд производителей целлюлозного этанола и по прогнозу они будут делать более чем 6 миллиардов литров целлюлозного этанола. Тем не менее, фактическое производство составляет всего 1% от всего объема топлива.
Проблемой является лигнин. Более чем две трети растительной массы состоит из волокон целлюлозы и гемицеллюлозы, состоящей из длинных цепей глюкозы и других молекул сахара. Чтобы удалить лигнин необходимо биомассу нагревать до 170° C на несколько часов в присутствии гидроксида натрия или других щелочных соединений. Эта «прогрев обработка» составляет от одной четверти до одной трети стоимости изготовления целлюлозного этанола.
На протяжении десятилетий для решения проблем с лигнином снижали экспрессию генов производителей лигнина. Однако такие операции сдерживали рост и устойчивость от ветра растений.
Среди стратегий борьбы с лигнином многочисленные команды пытались изменить химические вещества, которые составляют лигнин. Хотя структура лигнина изменяется от вида к виду, большинство растений состоит из основных строительных блоков. Ученые изменили пропорции строительных блоков лигнина, добавив один новый — гидроксилимонную кислоту. Они надеются, что путем введения парных строительных блоков, можно позже «распаковать» лигнин-структуры во время предварительной обработки.
Эксперимент продолжался несколько лет. Ученым пришлось изолировать гены для синтеза содержащих строительных блоков, вставить их в растения, показывая, что растения могут синтезировать новую структуру. Растения появляются здоровыми и показывают признак нормального роста. При обработке лигнин легко разваливается при 100 ° C вместо170° C, выпуская вдвое больше сахара, как их дикий родственник на тех же условиях.

Любая новая инженерия растений и деревьев должна быть опробована на местах, чтобы показать, что они растут нормально и не более восприимчива к вредителям. Но, если стратегия работает, биотопливо мейкеров, наконец, найдет свое применение.

Оставить комментарий

.