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农业废弃物新解方,麦秆摇身一变成绿色化学品

2024-11-02 207

秸(音同节,注音打吉)秆是水稻、小麦、玉米等农作物成熟脱粒后剩余的茎叶残余物,由于每年都会有成千上万的秸杆废弃物,其利用方法也五花八门,化身编织工艺品、饲料、发电来源等皆无奇不有,而欧盟研究团队则是把麦秆摇身一变成化学品,打造更环保的化学原料。

麦秆是欧洲主要的农业废弃物,每年约产生 1.44 亿吨麦秆,因此为了善加利用天然资源,欧盟联合生物工业企业计划(BBI Undertaking Programme)在 2017 年打造为期 5 年的 OPTISOCHEM 专案,想把这些农业残余物运进生物精炼厂,让废物变黄金、变成有用的化学品:生质异丁烯(isobutene)。

其中异丁烯是种无色无味的易燃、易液化气体,基本上是许多化学品原料跟中间体,可以变成塑胶、橡胶、轮胎、润滑剂、黏着剂和化妆品等。

不过转换成异丁烯并不是一件容易的事情,这还牵涉到德国、法国等欧盟 4 个国家的专利技术,制程也环环相扣。麦杆首先会转换成富含葡萄糖与木糖的水解产物(hydrolysates),糖分经过发酵后则会在生物精炼中变成气体,从气体成功提取异丁烯后,再把异丁烯转换成寡聚物跟聚合物。

负责将水解产物发酵、转换异丁烯的 Global Bioenergies 厂商近期则表示,目前已成功在示范工厂将麦杆转换成异丁烯,之后将由 INEOS Oligomers 公司评估异丁烯的品质,以及适合再转换成何种聚合物。

虽然过程比较复杂且具挑战性,但这些生物化学品可以降低人们对化石燃料化学品的依赖,除此之外,这也是种碳中和生质能源,西班牙 Tecnalia 研究与创新部门 Miriam García 博士指出,团队认为此举可降低 80-100% 化石燃料用量,而这取决于团队用何种材料。

根据 OPTISOCHEM 专案官网,与传统化石燃料方案相比,新型麦杆化学品的二氧化碳排放量已下降 50%。团队未来则希望能将目标产量提高 20%,至于在生产跟环境成本方面则希望成本能降低 10-20%,二氧化碳排放量跟能源消耗可减少 20% 跟 30%。

而由于该专案是以麦杆为主要原料,他们也希望能在不影响环境跟粮食的情况下进行实验,Global Bioenergies 决策负责人 Bernard Chaud 先前表示,人们可在田地保留部分麦杆,以保护土壤中的有机碳与养分,之后再贩售 30-60% 的麦杆。

同时 Chaud 也有分析麦杆的使用量跟产量,假如欧洲每年能生产 1.44 亿吨麦杆,其中虽然只有 4,800 万吨可以转换并生成 2,100 万吨的糖,但这些糖已经足以供应 100 间生物精炼厂,换算下来每年能取代 3,500 万桶化石燃料,显然可大幅减少二氧化碳排放量。

  • How to convert wheat straw waste into green chemicals
  • First production of isobutene from wheat straw at demo scale
  • Wheat straw waste could be basis for greener chemicals

(首图来源:pixabay)

2019-04-13 11:31:00

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