الإيثانول من جيل 2ième تحويل السليلوز إلى سكريات

التبديل من السليلوز إلى جزيئات صغيرة من السكريات

قام فريق من العلماء من معهد ماكس بلانك لأبحاث الكربون (MPI-KoFo) في مولهايم-سور-لا-رور بتطوير طريقة جديدة تجعل من السهل نسبيًا السليلوز إلى عناصره المكونة للسكريات. هذا يمكن أن يفتح الباب أمام إنتاج المواد الخام والوقود الحيوي من الكتلة الحيوية من نفايات الخشب أو النبات ، وبالتالي دون منافسة مع المنتجات الغذائية.

السليلوز ، الجزيء العضوي الأكثر شيوعًا على الأرض ، هو المكون الرئيسي للخلايا النباتية. نظرًا لكونها مستقرة بشكل خاص ، فقد كان من الصعب حتى الآن على الصناعة تقسيمها إلى مكوناتها الأولية. وهكذا بقيت كمية كبيرة من الطاقة غير مستخدمة.

تمكن كل من روبرتو رينالدي وريجينا بالكوفيتس وفيردي شوث من شركة MPI-KoFo من التغلب على هذه العقبة باستخدام محفز صلب حمضي ووسيط أيوني. تتيح هذه العملية المطورة تقسيم السلاسل الطويلة من السليلوز بشكل انتقائي إلى قطع صغيرة ، في غضون بضع ساعات أو أقل. بالإضافة إلى ذلك ، هناك ميزة تتمثل في ظهور عدد قليل من المنتجات الثانوية ، مما يقلل من خطر حدوث مضاعفات أثناء العلاج. يمكن استرداد المحفز وإعادة استخدامه في نهاية التفاعل.

اقرأ أيضا: ميكوفويل ، الفطر المنتجة للديزل

أولاً ، يضع الباحثون جزيء السليلوز في محلول أيوني. إنه ملح ، سائل في درجة حرارة الغرفة ، يحتوي على عناصر موجبة وسالبة الشحنة. "هذه الخطوة تجعل سلاسل السليلوز الطويلة متاحة للتفاعلات الكيميائية التالية ، وبالتالي فإن السليلوز يمكن مهاجمته عن طريق المحفزات الصلبة" ، كما أوضح ف. شوث.

وفي الوقت نفسه ، حدد فريق MPI-KoFo الخصائص التي يجب أن يمتلكها المحفز من أجل تشبث السليلوز. يجب أن تكون المادة حمضية ، بمعنى أنها قادرة على إعطاء البروتونات H +. يجب أن تحتوي أيضًا على مساحة كبيرة ومسام بحجمها الصحيح ، لأن السليلوز المذاب في المحلول الأيوني يكون لزجًا جدًا ، مما يعقد نقل السلاسل إلى المحفز. "اكتشفنا أن الراتنج المعدل كيميائياً مناسب بشكل خاص لانقسام الروابط السليلوزية الحلوة" ، يتابع فيردي شوث.

بفضل إضافة الماء ، تنخفض سلاسل السكر المختصرة إلى أسفل ، بحيث يكون من السهل فصلها عن المحلول. ثم قام الباحثون بتصفية الحل واستعادة المحفز. "من أجل الوصول في النهاية إلى أصغر العناصر المكونة للسليلوز ، هناك حاجة إلى خطوة إضافية عن طريق ، على سبيل المثال ، استخدام الإنزيمات". هذه قطع سلاسل قصيرة في جزيئات السكر معزولة. هذه العملية "التفكيك" - من السليلوز إلى جزيئات الجلوكوز - تسمى إزالة البلمرة.

اقرأ أيضا: صناعة استعادة الخشب: عملية حل جديدة

الطريقة الجديدة تجعل من الممكن ، من بين أشياء أخرى ، قطع مكونات نباتية مستقرة للغاية ، مثل السليلوز الجريزوفولفين ، أو حتى الخشب. "يمكننا القول أنه بفضل هذه الطريقة ، من الممكن تفكيك الخشب بالسكريات" ، تعليق F. Schüth.

يفتح علاج السليلوز هذا العديد من طرق التطبيق. يمكن أن تتعرض جزيئات السكر التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة إلى تخمير كحولي ثم يتم إنتاج الإيثانول كوقود حيوي ، دون التنافس مع المنتجات الغذائية. يمكن استخدام بقايا الخشب أو القش كمادة أساسية. لا يزال يتعين القيام بعمل تطوير كبير قبل استخدام هذه الطريقة على نطاق واسع. تعتبر الحلول الأيونية غالية الثمن بشكل خاص ، مما يتطلب إعادة استخدامها في دورة الإنتاج ، وبالتالي تطوير نهج إعادة التدوير.

Ferdi Schüth - Max-Planck-Institut für Kohlenforschung، Mühlheim an der Ruhr - tel: +49 208 306 2373 - email: schueth@mpi-muehlheim.mpg.de

اقرأ أيضا: الإيثانول: أسئلة وأجوبة

المصدر BE ألمانيا

قم بكتابة تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *