Wspomaganie biorafinerii z wykorzystaniem pęcherzyków kukurydzy
Zespół badaczy z Uniwersytetu Tohoku w Japonii opracował nową metodę wstępnej obróbki materiałów organicznych lub "biomasy", która umożliwia bardziej wydajną produkcję biopaliw oraz środków biochemicznych.Obróbka wstępna biomasy korzystnie wpływa na tworzenie się cukrów, które wykorzystuje się do opracowania biopaliw oraz środków biochemicznych. Jednak bieżące procesy obróbki wstępnej pozostawiają wiele do życzenia.
Badacze opracowali nową metodę prowadzenia wstępnej obróbki materiałów organicznych, na przykład kukurydzy, która umożliwia bardziej wydajną produkcję biopaliw i środków biochemicznych.
Nowa metoda obejmuje rozgniatanie liści i szypułek kukurydzy a następnie umieszczanie otrzymanego proszku w roztworze nadtlenowęglanu sodu (SP). W dalszej kolejności, produkt zostaje podany do "hydrodynamicznego (HD) układu kawitacyjnego". W trakcie przechodzenia przez układ, wytwarzają się pęcherzyki, które następnie ulegają pękaniu z powodu zmiany ciśnienia za przewężeniem. Opisana "kawitacja”, – czyli tworzenie się, wzrost i pękanie mikropęcherzyków – powoduje wytworzenie dużej miejscowej energii, prowadzącej do rozpadu włókna celulozowego w biomasie.
Wspomniany zespół już wcześniej opracował układ do wstępnej obróbki obejmujący zastosowanie energii ultradźwiękowej (US) w roztworze biomasy poddawanej działaniu SP. Wówczas również zachodził proces kawitacji oraz szybki proces rozpadu włókna celulozowego. W swoim opracowaniu, opublikowanym w Industrial & Engineering Chemistry Research, dokonali oni porównania wydajności obróbki wstępnej biomasy do wydajności układów HD-SP oraz US-SP.
Biorafinacja jest techniką produkcji paliw i środków chemicznych z biomasy, która obejmuje hydrolizę celulozy w materiałach roślinnych, prowadzącą do utworzenia cukrów ulegających fermentacji, a które w dalszej kolejności poddaje się działaniu genetycznie zmodyfikowanych drobnoustrojów oraz procesowi katalizy chemicznej w celu uzyskania biopaliw.
Wspomniany zespół odkrył, że układ HD-SP wykazywał się znaczniejszą wydajnością podczas produkcji cukrów ulegających fermentacji w porównaniu do układu US-SP. Okazało się również, że mniejsze przewężenie w układzie HD-SP powodowało zwiększanie wydajności podczas obróbki biomasy.
Biorąc pod uwagę fakt, że reaktor kawitacyjny HD można z łatwością stosować na większą skalę i wymaga on zastosowania znacznie mniejszych nakładów energetycznych niż ma to miejsce w przypadku reaktora US, zespół badaczy uważa, że może on znajdować szersze zastosowanie do prowadzenia wstępnej obróbki biomasy roślinnej w przyszłości.
Zaleca się prowadzenie dalszych badań nad pozostałymi czynnikami, na przykład nad stężeniem SP oraz temperaturą i czasem trwania obróbki wstępnej. Ma to na celu dalsze udoskonalanie układu.
Źródło: http://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=42733.php
http://laboratoria.net/technologie/25084.html