دیدگاهسوخت زیستیفراوری لیگنوسلولوز

استفاده از حلال‌ها جهت افزایش تولید سوخت‌های زیستی نسل دوم

تغییرات آب و هوایی، انتشار گازهای گلخانه‌ای و بحران انرژی موجب نگرانی‌های جهانی و تحقیقات گسترده جهت یافتن منابع پایدار و تجدیدپذیر شده است. زیست‌توده‌ها جزء منابع تجدیدپذیر و زیست‌سازگار با طیف گسترده جغرافیایی محسوب می‌شوند. به‌طورکلی منابع انرژی زیست‌توده از زباله‌هایی که توسط تکثیر سلولی پدید آمده‌اند، حاصل می‌شود.


زیست‌توده‌های لیگنوسلولوزی یکی از فراوان‌ترین زیست‌توده‌های موجود در طبیعت هستند که شامل ضایعات و پسماندهای چوبی، کشاورزی، جنگل‌داری و غیره می‌شوند. اجزای اصلی ساختمان مواد لیگنوسلولزی؛ سلولز، لیگنین و همی‌سلولز است که بخش عمده این مواد از سلولز تشکیل شده است. برای تولید سوخت‌های زیستی از مواد لیگنوسلولزی، می‌بایست ابتدا سلولز طی فرایند هیدرولیز به قندهای قابل تخمیر تبدیل شود و پس از آن طی فرایند تخمیر، به سوخت‌ زیستی یا سایر مواد شیمیایی مورد نظر تبدیل شود. بنابراین پیش‌تیمار مواد لیگنوسلولزی جهت در دسترس قرار گرفتن سلولز و تبدیل اقتصادی‌تر آن به سوخت‌ زیستی و سایر مواد شیمیایی، ضروری است.

در مطالعه حاضر فناوری‌های استخراج سلولز از مواد لیگنوسلولزی با استفاده از حلال‌ها جهت افزایش بازده هیدرولیز آنزیمی و بهبود تولید سوخت‌های زیستی و مواد زیست‌پایه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین زیست‌توده‌های لیگنوسلولزی، سوخت‌های زیستی، هیدرولیز آنزیمی، استفاده از حلال‌های مختلف جهت پیش‌تیمار سلولز و تأثیر آن بر بازده هیدرولیز آنزیمی مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

سوخت‌ زیستی

نگرانی‌های سال‌های اخیر در مورد تغییرات آب و هوایی، انتشار گازهای گلخانه‌ای و بحران انرژی موجب شده است تا تحقیقات گسترده‌ای بر روی منابع انرژی پایدار و تجدیدپذیر صورت بگیرد. توسعه فرایندهای زیست‌محیطی پایدار و اقتصادی برای تولید سوخت‌های زیستی به منابع کربن تجدیدپذیر نیاز دارد.

سوخت‌های زیستی تولیدشده از محصولات غذایی مانند نیشکر و ذرت، به‌عنوان سوخت‌های نسل اول به حساب می‌آیند. به دلیل امنیت غذایی و مباحث اقتصادی، نسل‌های بعدی سوخت زیستی معرفی شده‌اند که با توجه به میزان تقاضای انرژی در بخش حمل و نقل، ضروری هستند.

نسل دوم سوخت‌های زیستی از زیست‌توده‌های لیگنوسلولزی به دست می‌آیند که علاوه بر کاهش انتشار کربن، بازدهی انرژی را نیز افزایش می‌دهند. مواد لیگنوسلولزی در طبیعت بسیار فراوان هستند و به‌طور بالقوه منبعی ارزان برای تولید مواد شیمیایی و سوخت تجدیدپذیر محسوب می‌شوند. ضایعات لیگنوسلولزی شامل ضایعات صنعتی(مانند خاک اره و پسماند صنایع غذایی)، ضایعات جنگلی (مانند چوب و شاخ و برگ درختان)، باقیمانده‌های کشاورزی (مانند کاه)، زباله‌های خانگی و ضایعات جامد شهری می‌باشد.

نسل سوم سوخت‌های زیستی از جلبک‌هایی مانند بوتریوکاکوس‌برانی و کلرلا تولید می‌شود. این فناوری بسیار امیدوارکننده است، زیرا جلبک‌ها علاوه بر سرعت بالای رشد، توانایی بالایی برای جذب دی‌اکسیدکربن دارند و به خاک و فضای زیادی برای رشد نیاز ندارند. بیودیزل، بیواتانول، بیوهیدروژن و بیوگاز می‌توانند با استفاده از فرایندهای مختلف از جلبک تولید شوند.‌

برای تولید نسل چهارم سوخت‌های زیستی از جلبک‌های مهندسی‌شده استفاده می‌شود. بیوگاز، اتانول، بوتانول، الکل چهارکربنه و بیودیزل با استفاده از این فناوری تولید می‌شود. تولید سوخت‌های زیستی از جلبک دارای معایب فراوان مانند مشکلات و هزینه بالای فرایند جمع‌آوری و برداشت جلبک، فیلتراسیون، سانتریفیوژ و استخراج روغن از جلبک است. بنابراین، زیست‌توده‌های لیگنوسلولزی تنها منبع پایدار و ارزان برای رفع نیازهای انرژی در آینده به شمار می‌آیند.

همه سوخت‌های زیستی انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهند و به‌صورت کلی دارای یک چرخه کربنی خنثی هستند. در میان منابع لیگنوسلولزی، ساقه‌های ذرت کمترین میزان گازهای گلخانه‌ای را منتشر می‌کنند.

چرخه کربن خنثی برای سوخت‌های زیستی

 

چرخه کربن خنثی برای سوخت‌های زیستی

مراحل اصلی تولید سوخت‌های زیستی و مواد شیمیایی نسل دوم شامل آماده‌سازی ماده‌ اولیه، تخمیر، جداسازی و تصفیه محصول است. در حال حاضر، هزینه فرایندی اتانول نسل دوم، تقریباً دو تا سه برابر بیشتر از بنزین بر اساس میزان انرژی مشابه است. بنابراین، اخیراً مطالعات فراوانی جهت بهبود مسائل اقتصادی و توسعه فناوری برای ایجاد سوخت‌های نسل دوم اقتصادی انجام شده است.

زیست‌توده لیگنوسلولزی

زیست‌توده‌های لیگنوسلولزی معمولاً حاوی لیگنین، پلیمرهای کربوهیدرات (سلولز، همی‌سلولز و پکتین)، استات، پروتئین، نمک، خاکستر و مواد معدنی هستند.

پس از سلولز، لیگنین فراوان‌ترین جزء در زیست‌توده‌ها محسوب می‌شود. لیگنین دارای یک ساختار سه‌‌بعدی ناهمگن β-O-4 ،β-5 ،β-1 ،β-β ،5-5 و 4-O-5 که با واحدهای فنیل‌پروپان پیوند دارند، می‌باشد. لیگنین اجزای سلول را با هم ادغام می‌کند و موجب تشکیل ساختار زیست‌توده می‌شود.

سالیانه بیش از 1011 تن سلولز تولید می‌شود. سلولز شامل زنجیره‌های خطی متشکل از چندصد تا بیش‌ از 10 هزار بتا-دی-گلوکوپیرانوز که با بتا-1و4گلیکوزید پیوند دارند، می‌شود و دارای پیوندهای متعدد درون‌مولکولی هیدروژن نیز است. در واقع این ماده یک پلی‌ساکارید جامد در دیواره سلول گیاهی است که در آب و حلال‌های آلی معمولی نامحلول است.

همی‌سلولز، پلیمر دیواره سلول گیاهی ناهمگن را تشکیل می‌دهد که از شاخه‌های خطی بتا-1 و 4-دی-گلیکان با یک مونوساکارید و یا الیگوساکاریدهای کوچک با درجه تقریبی پلیمریزاسیون 200 تشکیل شده است. بر خلاف سلولز، همی‌سلولز دارای ساختار آمورف، نامنظم و شاخه‌ای است که حساسیت بیشتری نسبت به هیدرولیز حرارتی، بیولوژیکی و اسیدی دارد. همی‌سلولز، سلولز و لیگنین به‌صورت متقابل بر یکدیگر اثر می‌گذارند و یک ساختار شبکه سفت و سخت را ایجاد می‌کنند که مانع تجزیه آنزیمی-کاتالیستی سلولز می‌شود.

پکتین (پلی‌ساکارید پکتیک) یک پلی‌ساکارید ناهمگن است که دارای قالب متشکل از هموگلاکتورونان (HG) است. پکتین در دیواره سلول و لاملا میانی گیاهان قرار دارد، پکتین جزء اصلی دیواره سلولی برخی از گیاهان غیرچوبی است. در ساختار مولکولی گیاه، پکتین نقش چسب را برای نگه‌داشتن اجزای دیواره سلولی در کنار یکدیگر ایفا می‌کند.

هیدرولیز زیست‌توده لیگنوسلولزی

با توجه به خواص ذاتی زیست‌توده‌ها، فرایند تهیه قندهای قابل تخمیر، گلوگاه پالایشگاه‌های زیستی لیگنوسلولزی محسوب می‌شود. بنابراین مرحله پیش‌تیمار مؤثر برای دست‌یابی به مواد شیمیایی و سوخت‌های زیستی، ضروری است. پیش‌تیمار شامل فرایندهای فیزیکی، شیمیایی، فیزیکی-شیمیایی و بیولوژیکی می‌شود. فرایند پیش‌تیمار فیزیکی به دو دسته مکانیکی و پیرولیز تقسیم می‎شود، درحالیکه پیش‌تیمار فیزیکی-شیمیایی شامل استفاده از بخارآب، دی‌اکسیدکربن و آمونیاک است. همچنین واکنش‌های ازن‌کافت، هیدرولیز اسیدی و قلیایی، جزء روش‌های ‌شیمیایی محسوب می‌شود. علاوه بر روش‌های ذکرشده، هیدرولیز آنزیمی نیز صورت می‌گیرد.

 معمولاً هیدرولیز آنزیمی یا اسیدی مناسب می‌تواند ترکیبات موجود در ضایعات لیگنوسلولزی را به قندهای قابل تخمیر تبدیل کنند. به‌صورت کلی هیدرولیز مواد لیگنوسلولزی با اسیدهای رقیق‌شده مانند اسید‌سولفوریک رایج است. مشکل اصلی هیدرولیز اسیدی، تخریب قندها و تشکیل محصولات جانبی است که مانع تخمیر آن‌ها توسط میکروارگانیسم‌ها می‌شود. سایر معایب استفاده از هیدرولیز اسیدی عبارت است از سرمایه‌گذاری و هزینه بالای تعمیر و نگهداری تجهیزات، مصرف بالای انرژی برای بازیابی اسید و اثرات مخرب زیست‌محیطی.

با توجه به معایب ذکرشده، اخیراً هیدرولیز آنزیمی مواد لیگنوسلولزی برای تولید قندهای مونومر جهت استفاده در فرایند تخمیر مورد توجه قرار گرفته است. معمولاً دو آنزیم سلولاز و همی‌سلولاز برای دی‌پلیمریزاسیون کربوهیدرات‌های لیگنوسلولزی و تبدیل آن‌ها به قندهای قابل تخمیر جهت تولید سوخت‌های زیستی نسل دوم استفاده می‌شود. سلولز توسط سه نوع گلیکوزید هیدرولازها، هیدرولیز می‌شود. نوع اول، آنزیم اندو-1 و 4-بتا-دی-گلوکاناز (EC 3.2.1.4) می‌باشد که به‌طور تصادفی باندهای داخلی بتا- 1 و 4- گلیکوزید در فیبرهای سلولزی را هیدرولیز می‌کند. نوع دوم، آنزیم اگزو-1و4-بتا-دی-گلوکاناز (EC 3.2.1.91) است که سلولز را به واحدهای کوچکتر با درجه پلیمریزاسیون مختلف تبدیل می‌کند و نوع سوم، آنزیم 1 و 4-بتا-دی-گلوکوسیداز (EC 3.2.1.21) است که سلوبیوز و واحدهای بزرگ‌تر را به گلوکز تبدیل می‌کند.

همی‌سلولاز ترکیب متفاوتی از آنزیم‌ها هستند که می‌توانند همی‌سلولز را هیدرولیز کنند. این آنزیم‌ها به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند که عبارتند از دی‌پلیمراز و آنزیم‌های شاخه‌شکن. دسته اول یا دی‌پلیمرازها شامل زایلاناز، ماناناز، بتاگلوکاناز و زایلوگلوکاناز هستند. دسته دوم یا آنزیم‌های شاخه‌شکن شامل آنزیم‌های آلفا- گلوکورونیداز، آلفا- دی- گالاکتوسیداز، استیل‌زایلان‌استراز و فرولیک‌اسید استراز هستند.

هیدرولیز آنزیمی و تخمیر می‌تواند توسط فرایند متداول هیدرولیز آنزیمی و تخمیر (SHF) انجام شود و یا از طریق یک فرایند یک‌پارچه مانند واکنش‌های هم‌زمان ساکاریفیکاسیون و تخمیر (SSF) انجام شود.

 آنزیم‌های تجاری معمولاً از یک مخلوط سلولاز مشتق‌شده از قارچ‌هایی مانند T. reesei که حاوی بتا- گلوکوسیداز و بیش از 80 پروتئین هستند، تشکیل شده‌اند. شرکت Novozymes یکی از شرکت‌هایی است که آنزیم‌ها را برای تجاری‌سازی تولید اتانول از سلولز، فراهم می‌کند.

موانع موجود در هیدرولیز آنزیمی زیست‌توده لیگنوسلولزی

عملکرد هیدرولیز آنزیمی لیگنوسلولزها تحت تأثیر عوامل مختلف مانند آنزیم سلولوتیک و ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و مورفولوژیکی مواد لیگنوسلولزی قرار می‌گیرد. بلورینگی سلولز، ساختار، درجه پلیمریزاسیون (DP)، قابلیت دسترسی به سلولز و همچنین محتوای همی‌سلولز و لیگنین از اصلی‌ترین ویژگی‌هایی هستند که هیدرولیز آنزیمی را کنترل می‌کنند که در ادامه برخی از آن‌ها توضیح داده شده است.

شاخص بلورینگی (کریستالینیته)

میکروفیبرهای سلولز در پلی‌مورف‌های مختلف مانند کریستالی، پاراکریستالی و ساختارهای آمورف وجود دارند. هیدرولیز سلولز آمورف بسیار ساده‌تر از ساختار کریستالی است. یکی از موانع عمده برای هیدرولیز کارآمد سلولز که توسط آنزیم‌های قارچی صورت می‌گیرد، ساختار بلوری یا کریستالی سلولز است، زیرا در برابر تجزیه آنزیمی مقاومت دارند. اگرچه قابل دسترس‌بودن سلولز و جذب آنزیم می‌تواند تحت تأثیر بلورینگی قرار گیرد، اما با این حال، محتویات و توزیع لیگنین و همی‌سلولز، تخلخل زیست‌توده و اندازه ذرات آن نیز می‌توانند بر قابلیت دسترسی سلولز تأثیر بگذارند.

دسترسی سلولاز به سلولز

یکی دیگر از موانع اولیه برای آنزیم‌های سلولاز در هیدرولیز مواد لیگنوسلولزی، دسترسی محدود آن‌ها به سلولز در ساختارهایی مانند بسته‌بندی است. حضور لیگنین به‌طور قابل توجهی دسترسی به سلولز را کاهش می‌دهد و منجر به بازدهی پایین در تولید قندهای قابل تخمیر می‌شود. همچنین یکی دیگر از گام‌های محدودکننده سرعت در واکنش ساکاریفیکاسیون آنزیمی، مقدار پروتئین جذب‌شده بر روی ماده در طی هیدرولیز آنزیمی است. میزان ساکاریفیکاسیون با افزایش غلظت آنزیم افزایش می‌یابد، که مقدار آن معمولاً به حداکثر ظرفیت ماده برای جذب آنزیم مربوط بستگی دارد. کاهش میزان هیدرولیز با پیشرفت واکنش، عمدتاً به دلیل کاهش جذب آنزیم و دسترسی آن به سلولز است.

محتوای همی‌سلولز و لیگنین

همی‌سلولز به‌عنوان یک مانع فیزیکی در اطراف سلولز، می‌تواند از دسترسی آنزیم به سلولز جلوگیری کند هیدرولیز آنزیمی را کاهش دهد. بنابراین افزودن آنزیم همی‌سلولاز در کنار سلولاز، نه تنها دسترسی سلولاز به سلولز را افزایش می‌دهد، بلکه الیگومرهای همی‌سلولز کوتاه‌تر را که مانع دسترسی سلولاز می‌شوند، دی‌پلیمریزه می‌کنند.

به‌طور‌ کلی، لیگنین یک نقش منفی را در فرایندهای بیوشیمیایی برای تولید سوخت‌های زیستی از ضایعات لیگنوسلولزی، ایفا می‌کند. لیگنین می‌تواند سرعت هیدرولیز آنزیمی مواد لیگنوسلولزی را از طریق سه مکانیزم کاهش دهد: 1) آنزیم‌ها ‌می‌توانند از طریق تعاملات آب‌گریزی، الکترواستاتیکی و یا تعاملات پیوند هیدروژنی بر روی لیگنین جذب شوند. 2) لیگنین در مواد لیگنوسلولزی از طریق انسداد فیزیکی به‌عنوان یک مانع سطحی برای دسترسی کربوهیدرات‌ها عمل می‌کند. 3) آنزیم‌ها توسط محلول لیگنین غیرفعال‌ می‌شوند. بنابراین برای افزایش بازدهی فرایند هیدرولیز آنزیمی، استخراج سلولز و همی‌سلولز جهت دسترسی آسان آنزیم‌ها، اهمیت دارد.

پیش‌تیمار با استفاده از حلال‌ها

سلولز در برخی از حلال‌ها مانند اسیدفسفریک‌غلیظ (CPA)، ان-متیل‌مورفولین ان-اکسید (NMMO) و مایعات یونی (ILs)، به‌صورت محلول است و می‌تواند توسط یک آنتی‌حلال برای کاربردهای مختلف احیا شود. در ادامه برخی از این حلال‌ها به‌صورت مختصر توضیح داده شده است.

اسیدفسفریک غلیظ

در سال 1950، اسیدفسفریک با خلوص 85 درصد برای تولید سلولز واکنشی از سلولز خشک‌شده توسط هوا استفاده شد. از آن زمان، استفاده از اسیدفسفریک برای استخراج سلولز و سنجش فعالیت سلولاز، موضوع بسیاری از مطالعات بوده است. فرایند کلی استفاده از اسیدفسفریک بدین صورت است که ابتدا ماده مورد نظر با اسید مخلوط می‌شود و با گذشت زمان ژل تشکیل‌ شده در دمای اتاق هم‌زده می‌شود و در نهایت اسید در طی فرایند شستشو با آب، حذف می‌شود.

با توجه به نوع ماده و میزان رطوبت آن، غلظت اسیدفسفریک مورد استفاده بین 77 تا 83 درصد وزنی است و فرایند استخراج در دمای معمولی (حدود 30 درجه سانتی‌گراد) و مدت زمان بین 1 تا 2 ساعت انجام می‌شود. این روش بر روی بسیاری از باقی‌مانده‌های کشاورزی و چوب سخت موفق بوده است. از مزایای آن می‌توان به قابلیت هضم بالای گلوکان، سرعت هیدرولیز بالا، شرایط واکنش معمولی و تولید مواد بازدارنده کمتر، اشاره نمود.

با وجود مزایای ذکرشده، استفاده از این ماده هنوز در مراحل اولیه توسعه در مقیاس صنعتی قرار دارد، بنابراین رشد و گسترش آن نیاز به توجه و مطالعات فراوانی دارد.

ان-متیل‌مورفولین ان-اکسید

ماده ان-متیل‌مورفولین ان-اکسید (NMMO یا NMO) جزء مواد حلقوی، آلیفاتیک و آمین‌اکسید نوع سوم محسوب می‌شود. در دهه 1970 تحقیقات گسترده‌ای در مورد سیستم‌های NMMO- سلولزی در زمینه صنایع نساجی، افزایش خاصیت کششی پوشش‌های کاغذی صورت گرفته است. با این حال، این فناوری اخیراً به‌عنوان یک روش برای پیش‌تیمار مواد لیگنوسلولزی و بهبود تولید نسل دوم سوخت‌های زیستی معرفی شده است.

مواد لیگنوسلولزی در این حلال در دمای متوسط (90 تا 130 درجه سانتی‌گراد) تحت فشار جو در مدت 20 دقیقه تا 5 ساعت به‌صورت مستقیم حل می‌شوند. پس از آن با افزودن آب به‌عنوان ماده آنتی‌حلال، سلولز به صورت دوغاب احیا می‌شود. سلولز احیا شده دارای ساختار شماره 2 سلولزی است که در جذب سلولاز و پس از آن هیدرولیز بسیار واکنش‌پذیر است.

معایب و مزایا

ان-متیل‌مورفولین ان-اکسید می‌تواند حداکثر 15 درصد وزنی از سلولز را بدون اصلاح شیمیایی در شرایط نسبتاً معتدل (درجه حرارت متوسط  و فشار اتمسفری) حل کند. بازده بالای فرایند زیستی، بازیابی بالای حلال و عدم تشکیل کربوهیدرات‌های تخریب‌شده و محصولات بازدارنده نیز از ویژگی‌های مطلوب پیش‌تیمار با NMMO است.

مواد زائد درحلال می‌تواند با استفاده از رزین‌های تبادل یونی حذف شود و به دلیل فشار بخار ناشی از NMMO، آب اضافی می‌تواند به راحتی از حلال بازیافتی تبخیر شود. با این حال، واحد تبخیر آب به انرژی بالایی نیاز دارد که می‌تواند اثرات قابل توجهی بر اقتصاد کل فرایند داشته باشد. علاوه ‌بر این برای تولید اقتصادی سوخت‌های زیستی مانند بیواتانول و بیوگاز، می‌بایست بیش از 99 درصد از NMMO بازیابی شود؛ زیرا باقی‌مانده این حلال موجب تشکیل مواد بازدارنده در طول فرایند هیدرولیز آنزیمی می‌شود.

مایع یونی

مایع یونی (ILs) معمولاً به‌عنوان نمک‌های آلی بزرگ شناخته می‌شوند که از یک کاتیون آلی و یک آنیون آلی یا معدنی تشکیل شده است که به‌صورت مایع در دمای 100 درجه سانتی‌گراد وجود دارد. مایع یونی دارای فشاربخار ناچیز، ویسکوزیته بالا و پایداری حرارتی و شیمیایی مناسب نسبت به حلال‌های معمولی آلی است.

یکی از ویژگی‌های حلال یونی، توانایی آن‌ها برای حل‌کردن مونوساکاریدها است که در اغلب حلال‌های رایج به جز آب، محلول هستند. به‌طور کلی طبیعت تعامل حل‌شونده- حلال در این سیستم‌ها، پیوند هیدروژن با محتوای کلرید بالا در مایع یونی است.

انتخاب کاتیون‌ها و به‌ویژه آنیون‌ها در مایع یونی نقش کلیدی در انحلال سلولز ایفا می‌کند. از آنجایی‌که پیوند سلولز-مایع یونی در طبیعت، پیوند هیدروژنی است، به نظر می‌رسد آنیون‌هایی با قابلیت جذب بیشتر پیوند هیدروژن بسیار مناسب هستند.

چشم‌انداز آینده استفاده از مایع یونی

اخیراً مطالعات گسترده‌ای در زمینه انحلال و بازیابی سلولز با مایع یونی صورت گرفته است. ویژگی‌های امیدوارکننده برای استفاده از مایع یونی در پیش‌تیمار زیست‌توده‌های لیگنوسلولزی عبارتند از فشار بخار ناچیز، پایداری حرارتی، عدم اشتعال و قطبیت زیاد و در بسیاری از موارد استفاده از آن‌ها به‌عنوان حلال سبز.

با این حال، چندین چالش فنی و اقتصادی مهم برای استفاده از این مواد به‌عنوان حلال سلولز وجود دارد. یکی از چالش‌های مهم این مواد، بازیابی هرچه بیشتر حلال به منظور کاهش اثرات بازدارندگی در هیدرولیز آنزیمی و تخمیر است. با مطالعات فراوان و بررسی‌های جزئی‌تر می‌بایست تمامی موانع و مشکلات این نوع حلال‌ها برطرف شود.

نتیجه‌گیری

با توجه به بحران انرژی در دنیای امروزی، یافتن منابع انرژی جدید بسیار مهم و ضروری می‌باشد. ضایعات لیگنوسلولزی با توجه به فراوانی و ارزان‌بودن جزء منابع تجدیدپذیر و مناسب محسوب می‌شوند. یکی از مهم‌ترین مراحل فرایند تولید سوخت و انرژی از این مواد آماده‌سازی و پیش‌تیمار است. استفاده از حلال‌های سلولز برای استخراج این ماده جهت افزایش بازده هیدرولیز آنزیمی و تخمیر، نقطه شروع عالی برای کاربردهای صنعتی پالایشگاه‌های سوخت زیستی محسوب می‌شود. در این دیدگاه، برخی از حلال‌ها مانند اسیدفسفریک غلیظ، ان-متیل‌مورفولین ان-اکسید و مایع‌های یونی به‌طور خلاصه مورد بررسی قرار گرفت.

 دست‌یافتن به دانش‌فنی دقیق و برطرف نمودن مشکلات فرایندی و اقتصادی استفاده از این حلال‌ها، یک راه امیدوارکننده برای آینده سوخت‌های زیستی است که پژوهشگران کشورمان باید تولید از پیش در این زمینه تلاش کنند.

این مطلب در تاریخ 28 سپتامبر 2018 در مجله Sustainable Energy & Fuels منتشر شده است.

☑ نویسنده: بهزاد ستاری
☑ ترجمه و بازنویسی: جواد طغیانی

منبع

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن