生物燃料新突破：快速蒸煮工艺可使藻类转换生物柴油

2012-11-04 10:07

　　好像大自然花费上百万年时间创造原油的过程没有必要。密西根大学工程研究人员发现压力蒸煮藻类少至１分钟时间，６５％空前比例的藻类绿色黏状物可转换生物柴油。

　　“我们正在模拟自然环境使用海洋有机物形成原油的工艺，”密西根大学化学工程教授Savage说。此项发现于今年美国匹斯堡化学工程年度会议上公布。Savage所选择的有机物是球藻属中一类海洋绿色微藻。

　　为试验一分钟提取生物柴油工艺，Savage和他的博士生Faeth在实验室，用一钢管连接器装载1.5毫升湿海藻，封装完毕后，插入华氏1100度砂中。

　　钢管容积很小，以确保海藻只要1分钟便可加热成功，在钢管退出之前，海藻的温度应该刚好掠过华氏550度这个刻度线。

　　最初，Savage和他的团队多次加热海藻，从时长10分钟至90分钟不等。他们发现，加热10至40分钟后，温度至570华氏度时，效果最好，约一半的藻类转化原油。

　　为何一分钟的反应效果更好？Savage和Faeth还需更多实验验证，但他们有一些看法。

　　“大概实际制取生物柴油的反应必须比事先预测的更快，”Savage说。Faeth认为快速加热可能通过牵制不利反应而提高生物柴油产量。例如，生物柴油可能分解成为一些水溶性物质，快速加热速率可能不利上述分解过程。

　　整个合作团队强调，越短的反应时间意味着反应器不必越大。“若能减少反应器容积，建造提炼生物柴油工厂的成本也会降低，”Faeth说。两位不确定随着工艺的进一步发展，这种新工艺反应是否会更加快速和廉价。

　　现在以藻类为原料的生物柴油制造商，首先干燥藻类，然后再从中提取原生油。但若成本超过20美元每加仑，这种燃料离真正使用还很远。

　　“企业清楚上述制取生物柴油的方法是不经济的，因此他们寻求使用湿澡制取的方式，如我们采用的一样，”Savage说。

　　湿法的一个不利之处是不能从藻类提取存有的脂肪，也会破坏其中的蛋白质及碳水化合物。一分钟工艺如此成功，提取的生物柴油含有藻类约90%能量。“结果临近可能值的上界，”Savage说。

　　在生物柴油供给现有炼油系统之前，需要预提炼以去除大量存在有生命物质额外的氧和氮原子。Savage实验室正在完善此种生物燃料生产的更好方式，打破今年早些时候创造的97%是碳和氢的生物柴油。

　　一旦从藻类提取生物柴油具有经济性，研究人员估计一块新墨西哥州大小区域能够提供足够的燃油以满足美国现在消费。不像已占据新墨西哥州面积一半大小的玉米生产乙醇那样，藻类无需占用良田，在咸水池塘里便可生长。

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