关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
“想象一下三吨发霉的面包。” 这或许不是最吸引人的画面,但这描述了生物科学家克利夫·布拉德利和他的合作伙伴化学工程师鲍勃·科恩斯在他们在蒙大拿州比特的生物燃料工厂中照料的潮湿培养基堆,这可能有助于降低燃料泵的乙醇成本。
选定的食用纤维素的土壤真菌——木质植物难以消化的结构成分——在布拉德利和科恩斯从中收获某些强大酶的大量腐烂物堆中茁壮成长。 这些特殊的酶使标准生物燃料工厂能够以更低的成本生产乙醇,方法是用更便宜的玉米秸秆“废料”——玉米植物本身的叶子、茎、苞叶和穗轴——取代一些高价玉米(淀粉)。
研究人员计算,在典型的乙醇工厂中,用廉价的玉米秸秆(每吨 65 美元)取代 35% 的玉米(每蒲式耳 4.28 美元)可以节省每加仑乙醇四分之一的成本。 这还不包括政府为处理纤维素提供的任何掺合商信贷或税收优惠。 布拉德利和科恩斯表示,基本的淀粉-纤维素综合工艺也适用于巴西生产的生物燃料,那里的乙醇是从甘蔗和蔗渣或高度纤维素的甘蔗植物残渣中蒸馏出来的。
支持这项有希望的新技术发展的是位于加利福尼亚州库比蒂诺的 AE 生物燃料公司,该公司在比特建立了一个商业中试工厂,这对搭档在那里向潜在的许可客户展示他们的综合发酵技术。 AE 生物燃料公司执行副总裁安迪·福斯特表示,这项正在申请专利的工艺“可以成为通往纤维素乙醇的桥梁”。 他指出,纤维素原料的使用有效地使农民和生产者能够从每英亩农田中榨取更多的乙醇。
AE 生物燃料公司是美国众多试图加速用高纤维素含量的非食物原料生产更环保生物燃料的公司之一。 但是,生物燃料专家乔治·W·休伯表示,大多数示范工作已经放缓或停止,“因为银行业崩溃使得安排资本非常困难”,他是马萨诸塞大学阿默斯特分校的化学工程师。 然而,他指出,尽管去年经济动荡,KL 能源公司、Verenium 公司和 POET, LLC 仍开设了新的中试纤维素生物燃料工厂。
在过去的几十年里,布拉德利和科恩斯——自称“工业发酵专家”——一直专注于开发有效的方法来培养难以培养的土壤真菌,这些真菌会分泌关键酶。 与竞争对手不同,他们将真菌生长在固体营养颗粒的潮湿表面上。 相比之下,标准的大规模发酵过程发生在注满水的水箱中。 科恩斯解释说:“他们将生物体放入一个水箱中,在那里一切都在水溶液中,然后他们试图在那里获得足够的氧气,让需氧真菌感到高兴。” 这两位研究人员没有“试图让生物体适应期望的环境”,而是创造了一个适合生物体的环境。
这对搭档的一种特殊酶很容易降解纤维素,另一种酶具有在环境温度下分解玉米淀粉的独特能力,这种才能使现有的玉米乙醇工厂能够将纤维素原料纳入其标准淀粉发酵工艺中。 布拉德利说:“综合工艺使用相同的设备,这在现在资本融资如此困难的情况下非常重要。”