Химики наши эффективный способ переработки биоотходов

09.09.2017, 04:08 Наука

Ученые университета Делавера и Рутгерса нашли более эффективный способ извлечения сахара из древесной щепы, кукурузных початков и других органических отходов.

Это биологически возобновляемое сырье может служить дешевой заменой нефти, используемой для широкого спектра потребительских товаров. Ведущий автор Басудеб Саха говорит: «Для создания более экологически чистых химических веществ и топлива мы работаем с растительными материалами. Мы используем стебли и початки, оставшиеся после сбора урожая кукурузы, а также другие виды отходов, таких как древесная щепа и рисовые шелуха».

Древесные отходы и остатки от переработки продуктов сельского хозяйства трудно разрушить химически. «Лигнин, который делает их клеточные стенки такими жесткими и прочными, действует как суперклей», поясняют исследователи. В настоящее время химики выделяет сахар из лигнина посредством двухэтапного процесса с использованием химикатов на первой стадии и дорогостоящего фермента на второй стадии. Этот процесс делает получение сахаров дорогим, а конечные продукты менее конкурентоспособными, в сравнении с теми, которые производятся с нефтью.

Новый процесс требует всего лишь одного шага, не нуждаясь в предварительной обработке, обычно используемой в биоресурсах. Одношаговая технология объединяет этап предварительной обработки и гидролиз целлюлозы и гемицеллюлозы в одном процессе и работает при значительно низкой температуре, примерно 85°C и в коротком промежутке времени в один час, что делает этот метод энергоэффективным.

Ключом технологии является использование концентрированного раствора неорганической соли в присутствии небольшого количества минеральной кислоты.Уникальные свойства солевого раствора делают метод очень эффективным, сказал Саха, до 95% теоретического выхода сахаров. Более того, изобретатели интегрировали этот процесс с еще одним шагом, называемым реакцией обезвоживания, которая превращает сахара в фураны и позволяет рециркулировать солевой раствор. Фураны — это очень разносторонние соединения, используемые в качестве исходных материалов для изготовления специальных химикатов.

«Наш процесс позволяет экономичное производство сырьевых потоков, которые могут существенно улучшить экономику целлюлозных биопродуктов, не говоря уже об экологических преимуществах замены нефти. В 2010 году было зарегистрировано более 10 000 миллионов метрических тонн выбросов углерода от обычных ископаемых видов топлива и химических веществ, что оказывает долгосрочное катастрофическое воздействие на нашу окружающую среду», добавили ученые.