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“插入式”技术,让农业废料秒变塑料

当地时间6月30日,美国德克萨斯农工大学的科学家们在《自然通讯》杂志上发表论文称,由生物物质制成的可降解塑料,可由玉米、禾本科植物和牧豆树的农业副产品,以更经济、环保的方法制造而成。为适应生物染料厂,新方法启用了一种经过简单调整的“插入式”预处理过程。

高效提取和利用木质素是生物燃料精炼厂面临的主要挑战。“我们的工艺采用了五种常规预处理技术,并对它们进行改造,以更低的成本同时生产生物燃料和生物塑料。”论文作者、德克萨斯农工大学的农业生命研究科学家Joshua Yuan说。

这种新方法被称为“木质素插入式预处理工艺”(或PIPOL),可以直接添加到现有的生物炼制过程中,而且成本不高。PIPOL的设计将木质素的溶解、调节和发酵结合起来,使其转化为能源,并且更加贴合生物炼制的设计。通过降低分子量和增加亲水组,解决“木质素优先还是碳水化合物优先”的两难情况,可以同时改善木质素转化和碳水化合物加工。

“创新是实现增长和推广可降解塑料的关键。木质纤维素的生物炼制商业化受到以下因素的阻碍:生物质附加值产品有限,木质素替代产品的缺乏,以及乙醇作为初级产品的低产出率。新发现将在这些方面取得重大进展。”Yuan说。

新的生产方式还具有环境友好性。“我们每年生产超过3亿吨的塑料,用生物可降解塑料将其取代至关重要。这项工作提供了一条用普通农业废弃物生产生物塑料的途径,我们认为,它能帮助生物炼制和聚合物行业获得更高的效率和经济效益。”Yuan说。

本次研究表明,不仅牧豆树和高吨位高粱等可持续产品可用于生产生物燃料,农业副产品(如玉米秸秆)也是生物燃料工厂的替代性原料来源。这为农民以及运输部门创造了潜在的收入来源。

科界原创

编译:花花 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《自然通讯》

期刊编号:2041-1723

原文链接:https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210630125426.htm

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