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美国研究人员表示：超声波预处理可改进生物燃料生产
发布时间：2014-03-18
美国依阿华州立大学研究人员日前宣布，他们正在使用高频率的声波来分解植物材料，以便更好的生产生物燃料。研究表明，用超声波预处理更宽范围的原料(包括柳枝、玉米秸秆和软木)，可促进生物质转化为高价值燃料和化学品所的化学反应。该团队已将其研究成果提交给2013年在蒙特利尔举行的第21届国际声学大会。
此外，超声波还可显著提高从生物质去除木质素的效率。通常人们用酶或化学品从生物质中去除木质素，并使这一过程被释放的糖类溶解，进一步加工成生物燃料。而用超声波代替传统的预处理过程，可高效去除木质素，糖的溶解时间从几小时缩短到几分钟。
研究团队还发现，使用超声波后，玉米淀粉的水解速度也有望大大提高。在传统的乙醇生产厂内，玉米是在沸点温度下被蒸煮分解留下淀粉，然后在水解过程中淀粉被冷却和用酶处理，使之释放出葡萄糖用于发酵。用超声波取代了传统的蒸煮工序后，超声可将玉米直接粉碎成极小颗粒，玉米小的片段可为酶发挥作用提供更大表面积，因此，使用超声波的发酵产率可与喷射蒸煮相比拟。
这种方法潜在的成本节约是非常令人鼓舞的。经济模型已经表明，一旦实施，这项技术可望将玉米乙醇装置的投资回收期缩短为不到一年。
研究团队还报道了超声技术在生物燃料生产中的第三个应用，即可以加速酯交换反应，这是将油转化生物柴油的主要化学反应。研究人员在不足1分钟的时间里就将用超声波将豆油转化为生物柴油，而不是一般工艺所需要的45分钟。
此外，超声波还可显著提高从生物质去除木质素的效率。通常人们用酶或化学品从生物质中去除木质素，并使这一过程被释放的糖类溶解，进一步加工成生物燃料。而用超声波代替传统的预处理过程，可高效去除木质素，糖的溶解时间从几小时缩短到几分钟。
研究团队还发现，使用超声波后，玉米淀粉的水解速度也有望大大提高。在传统的乙醇生产厂内，玉米是在沸点温度下被蒸煮分解留下淀粉，然后在水解过程中淀粉被冷却和用酶处理，使之释放出葡萄糖用于发酵。用超声波取代了传统的蒸煮工序后，超声可将玉米直接粉碎成极小颗粒，玉米小的片段可为酶发挥作用提供更大表面积，因此，使用超声波的发酵产率可与喷射蒸煮相比拟。
这种方法潜在的成本节约是非常令人鼓舞的。经济模型已经表明，一旦实施，这项技术可望将玉米乙醇装置的投资回收期缩短为不到一年。
研究团队还报道了超声技术在生物燃料生产中的第三个应用，即可以加速酯交换反应，这是将油转化生物柴油的主要化学反应。研究人员在不足1分钟的时间里就将用超声波将豆油转化为生物柴油，而不是一般工艺所需要的45分钟。
