Находящийся на рассмотрении патентной заявки метод, названный Co-solvent Enhanced Lignocellulosic Fractionation (CELF), приближает исследователей к решению долгой неуловимой цели производства топлива и химикатов от биомассы в достаточно высоко урожаях и достаточно низко стоит, чтобы стать жизнеспособной альтернативой или заменой для основанного на нефти топлива и химикатов.«Недвижимость о местоположении, местоположении, местоположении», сказали Уайман, Стул Ford Motor Company в Инженерной защите окружающей среды в Центре Риверсайда UC Экологического Исследования и Технологии (CE-CERT). «Успешная коммерциализация технологии биотоплива об урожае, урожае, урожае, и мы получили большие урожаи с этой новой технологией».Ключ к технологии Риверсайда UC использует tetrahydrofuran (THF) в качестве co-растворителя, чтобы помочь в расстройстве сырого сырья для промышленности биомассы, чтобы произвести ценных основных и вторичных топливных предшественников в высокой доходности при умеренных температурах.Те топливные предшественники могут тогда быть преобразованы в этанол, химикаты или общедоступное топливо.
Общедоступное топливо имеет подобные свойства к обычному бензину, самолету и дизельному топливу и может привыкнуть без существенных изменений к транспортным средствам или текущей транспортной инфраструктуре.По сравнению с другими доступными растворителями биомассы THF подходящий для этого применения, потому что это смешивается однородно с водой, имеет низкую точку кипения (66 градусов Цельсия), чтобы допускать легкое восстановление и может быть восстановлено как конечный продукт процесса, сказал Чарльз М. Цай, аспирант, работающий с Уайманом.CELF уникален в этом, он может объединить многократные шаги обработки – такие как предварительное лечение, сахарный гидролиз и сахарный катализ – в один шаг. Это уменьшает содержание воды реакции максимизировать сумму фактических твердых частиц, которые могут быть загружены и также сохранить тепло и энергию.
Процесс также настраиваемый так, чтобы различные конечные продукты могли быть сделаны, изменив конфигурации.В недавно опубликованной работе в журнале Green Chemistry исследователи Риверсайда UC показали, что использование CELF с очень отборными кислотными катализаторами, названными металлическими галидами, было особенно эффективным при одновременном производстве топливных предшественников furfural и 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) непосредственно от сырого леса клена.Биомасса Lignocellulosic, которая является единственным достаточно распространенным стабильным ресурсом для преобразования в жидкое топливо транспортировки, является самым богатым органическим материалом по Земле.
Это состоит из трех главных компонентов: целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин.Чтобы создать предшественников для общедоступного биотоплива, целлюлоза сломана на (5-HMF) hydroxymethylfurfural, и большая часть гемицеллюлозы разломана на furfural. Лигнин обычно считается ненужным продуктом и сжигается, чтобы произвести энергию, хотя та мысль изменяется.
Furfural и 5-HMF широко признаны возобновляемые химикаты за их преобразование в бензин, самолет и дизельные жидкие виды топлива диапазона. Furfural и 5-HMF далее может быть далее chemo-каталитически модернизирован до общедоступного топлива включая 2-methylfuran (MF) и 2,5-dimethylfuran (DMF).
Используя комбинацию CELF с железным хлоридом, тип металлического галида, чтобы сломать лес клена, Цая и исследовательскую группу получил урожаи 95 процентов теоретического максимума для и 51 процента для 5-HMF в единственной реакции горшка. Это представляет улучшение ставок урожая почти 50 процентов по текущим коммерческим технологиям и может, таким образом, потенциально уменьшить стоимость furfural производства к в диапазоне текущей цены сырой нефти.В дополнение к ставкам высокой доходности больше чем 90 процентов лигнина были расторгнуты и извлечены CELF и пришли в себя как прекрасный порошкообразный продукт.
Лигнин часто не использован или сожжен. Однако лигнин – на самом деле многообещающий ресурс для того, чтобы сделать дополнительные высокие химикаты стоимости и топливо, как только он извлечен и depolymerized с CELF. Поскольку THF легко восстановлен при низких температурах, его удаление после того, как реакция позволяет расторгнутые лигниновые частицы реформе как твердые частицы, это ускоряет из решения.Недавно опубликованная работа в Зеленой Химии названа «Галиды металла сцепления с co-растворителем, чтобы произвести furfural и 5-HMF в высокой доходности непосредственно от lignocellulosic биомассы как интегрированная стратегия биотоплива».
В дополнение к Цаю и Уайману, соавторы – Никхил Нэгэйн, аспирант в лаборатории Уаймана, который выполнил исследования кинетики реакции с CELF, и Рэджива Кумара, инженера-исследователя помощника в группе Уаймана, которая советует аспирантам наряду с Уайманом.В предыдущей работе, обрисованной в общих чертах в работе 2013 года, опубликованной в Зеленой Химии, Стоимость и страхование начала использование CELF с простыми кислотами как метод, чтобы произвести сахар для биологических процессов, таких как брожение.
В этом случае технология используется в текущем проекте в Риверсайде UC, чтобы объединить технологию CELF с микробным производством топлива, такого как этанол и бутанол, при помощи CELF, чтобы произвести очень реактивные богатые сахаром материалы из lignocellulosic биомассы, которая может быть легко расщеплена к простому сахару, используя нулевые или очень низкие уровни добавленных ферментов.