第十五届中国广州国际环保产业博览会
暨2021“一带一路”环保产业创新创业大会
2021年5月25-27日  中国进出口商品交易会展馆
中文    English
距离开幕还有38
展会在线咨询
点击这里给我发消息徐小姐
点击这里给我发消息李小姐
 
信息详情
科学家开发出“垃圾炼油”新法

 

作者|洛桑理工学院(瑞士)


随着对可再生能源的竞争如火如荼,工厂为替代原油提供了最有希望的候选之一。尤其是木质纤维素——来自不可食用植物的生物质,如草、树叶和木材,它们不与粮食作物竞争——是丰富且可再生的,并且为一系列化学物质提供了一个很好的石油替代来源。


为了从中提取有用的化学物质,首先对木质纤维素进行预处理,使其“分解”,并使其更易于进一步加工。然后它暴露在溶解纤维素的酶中,纤维素是一条由糖(葡萄糖)连接的链。这一步骤可以通过向预处理过的木质纤维素中添加微生物来完成,所述微生物天然产生必需的纤维素裂解酶,例如真菌。


这些酶“分解”纤维素并将其转化为单个的糖,这些糖可以进一步加工成一种关键的化学物质:乳酸。第二步也是通过微生物来完成的,这是一种“吃”糖并在周围没有氧气时产生乳酸的细菌。

 

在厌氧生物反应器中,真菌生物膜生长在透氧螺旋盘管膜上。在发酵运行结束时,生物膜从反应器中移除。(洛桑理工学院·2020)


在这条微生物装配线的最后一步,乳酸可以被加工成一系列有用的化学物质。来自伯尔尼应用科学大学(BFH)、剑桥大学(CU)和洛桑理工学院(EPFL)的一组科学家已经使这种装配链在单一设置中成为可能,并证明了这种转换可以变得更加通用和模块化。通过在最后的乳酸加工步骤中容易地交换出微生物,它们可以产生一系列有用的化学物质。


这项突破性研究发表在科学这项研究是由罗伯特·沙哈布(RobertShahab)进行的,他是EPFL的一名博士生,在杰里米·卢特尔巴赫教授的实验室工作,同时在BFH的迈克尔·斯图德教授的实验室工作,他是这项研究的负责人。


研究人员提出了他们所称的“乳酸平台”,它本质上是一个空间隔离的生物反应器,允许多种不同的微生物共存,每个微生物执行木质纤维素加工的三个步骤之一。


该平台由一层管状薄膜组成,可以让一定量的氧气通过。在试管的表面可以生长出一种真菌,这种真菌消耗所有通过细胞膜的氧气,并提供将纤维素分解成糖的酶。在离细胞膜更远的地方,因此在无氧的环境中,细菌会生长,并“吃掉”糖,将它们转化为乳酸。


但沙哈布的创新是在最后一步。通过使用不同的乳酸发酵微生物,他能够生产不同的有用的化学物质。丁酸就是一个例子,它可以用于生物塑料,而卢特尔巴彻的实验室最近表明,它甚至可以变成喷气燃料。


这项工作展示了混合微生物培养在木质纤维素生物质加工中的优势:模块化和将复杂底物转化为有价值的平台化学品的能力。


MichaelStuder说:“乳酸盐平台所取得的成果很好地展示了人工微生物联盟的优势,可以从木质纤维素中形成新产品。”

 

使用乳酸盐平台从山毛榉木中生产不同化学物质的示例。:RLShahab/科学。


"在同质的生物反应器中创造生态位是共同培养不同微生物的一个有价值的工具." ,RobertShahab说:“将木质纤维素发酵成许多不同的产品是一项重要的工作,但重要的是要展示乳酸盐平台的多功能性”“看到乳酸盐的形成并转化为目标产品是一次伟大的经历,因为它表明乳酸盐平台的概念在实践中是可行的。”

杰里米·卢特尔巴赫(JeremyLuterbacher)补充道:“最终目标是重建一个绿色制造部门,以取代一个用原油生产许多产品的部门。”引入灵活性和模块化的方法是朝着这个方向迈出的重要一步。”

编后语:另一方面,中国的垃圾炼油也在蓬勃开展,继2013年4月24日中国东方航空有限公司商用自主知识产权的厨余垃圾制航空燃油以来,中国生物质燃油正得到越来越广泛的应用。而中国环保展融合14年深耕行业经验,一直致力推广全球环境科学最尖端动态,编译此文,即是吾辈发心之所在。

打印】【关闭
关注公众号
共享5万专业观众全年互动
版权所有:广东博昌展览服务有限公司
版权所有:广州博昌国际会展有限公司
地 址:中国.广州市棠乐路7号百信广场B1座23层
Email:ktb8@163.com
电 话:(020)87267388 87267688
传 真:(020)87272188
展会概况 观众服务 展商服务 联系我们
关于我们 参观登记 展位图 官方微信
展品范围 参展指南 招展函 在线预定
观众构成 名企视窗 参展须知 网络地图