關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
“想象一下三噸發黴的麵包。” 這或許不是最吸引人的畫面,但這描述了生物科學家克利夫·布拉德利和他的合作伙伴化學工程師鮑勃·科恩斯在他們在蒙大拿州位元的生物燃料工廠中照料的潮溼培養基堆,這可能有助於降低燃料泵的乙醇成本。
選定的食用纖維素的土壤真菌——木質植物難以消化的結構成分——在布拉德利和科恩斯從中收穫某些強大酶的大量腐爛物堆中茁壯成長。 這些特殊的酶使標準生物燃料工廠能夠以更低的成本生產乙醇,方法是用更便宜的玉米秸稈“廢料”——玉米植物本身的葉子、莖、苞葉和穗軸——取代一些高價玉米(澱粉)。
研究人員計算,在典型的乙醇工廠中,用廉價的玉米秸稈(每噸 65 美元)取代 35% 的玉米(每蒲式耳 4.28 美元)可以節省每加侖乙醇四分之一的成本。 這還不包括政府為處理纖維素提供的任何摻合商信貸或稅收優惠。 布拉德利和科恩斯表示,基本的澱粉-纖維素綜合工藝也適用於巴西生產的生物燃料,那裡的乙醇是從甘蔗和蔗渣或高度纖維素的甘蔗植物殘渣中蒸餾出來的。
支援這項有希望的新技術發展的是位於加利福尼亞州庫比蒂諾的 AE 生物燃料公司,該公司在位元建立了一個商業中試工廠,這對搭檔在那裡向潛在的許可客戶展示他們的綜合發酵技術。 AE 生物燃料公司執行副總裁安迪·福斯特表示,這項正在申請專利的工藝“可以成為通往纖維素乙醇的橋樑”。 他指出,纖維素原料的使用有效地使農民和生產者能夠從每英畝農田中榨取更多的乙醇。
AE 生物燃料公司是美國眾多試圖加速用高纖維素含量的非食物原料生產更環保生物燃料的公司之一。 但是,生物燃料專家喬治·W·休伯表示,大多數示範工作已經放緩或停止,“因為銀行業崩潰使得安排資本非常困難”,他是馬薩諸塞大學阿默斯特分校的化學工程師。 然而,他指出,儘管去年經濟動盪,KL 能源公司、Verenium 公司和 POET, LLC 仍開設了新的中試纖維素生物燃料工廠。
在過去的幾十年裡,布拉德利和科恩斯——自稱“工業發酵專家”——一直專注於開發有效的方法來培養難以培養的土壤真菌,這些真菌會分泌關鍵酶。 與競爭對手不同,他們將真菌生長在固體營養顆粒的潮溼表面上。 相比之下,標準的大規模發酵過程發生在注滿水的水箱中。 科恩斯解釋說:“他們將生物體放入一個水箱中,在那裡一切都在水溶液中,然後他們試圖在那裡獲得足夠的氧氣,讓需氧真菌感到高興。” 這兩位研究人員沒有“試圖讓生物體適應期望的環境”,而是創造了一個適合生物體的環境。
這對搭檔的一種特殊酶很容易降解纖維素,另一種酶具有在環境溫度下分解玉米澱粉的獨特能力,這種才能使現有的玉米乙醇工廠能夠將纖維素原料納入其標準澱粉發酵工藝中。 布拉德利說:“綜合工藝使用相同的裝置,這在現在資本融資如此困難的情況下非常重要。”