蒸留可能な溶媒を用いた廃棄物ベースのリグノセルロース糖類の分解貯蔵庫のコスト

科学分野:

• バイオマスの変換とバイオ精製
• 持続可能な化学とグリーン溶媒
• バイオ経済の原料開発

背景:

• バイオ経済への移行には,多様で低排出の原料を処理し,貯蔵の課題を克服するために,適応可能なバイオマスの分解方法が必要です.
• 現在のバイオマス分解技術は,幅広い原料を効率的に処理する上で限界に直面しており,費用対効果とスケーラビリティに影響を及ぼしています.
• バイオマスの長期貯蔵は,材料の損失や火災のリスクなどの課題を提示し,迅速かつ効率的な処理の必要性を強調しています.

研究 の 目的:

• 様々なバイオマスの原料を分解するために,蒸留可能な溶媒であるブチラミンを使用する費用対効果を評価する.
• リンゴセルロース糖の生産コストに影響を与える主要なプロセスパラメータを特定し,コスト削減の経路を決定する.
• 原料の柔軟性のあるバイオ精製工場を支援するために,ブチラミンベースの分解の可能性を評価する.

主な方法:

• 植物性,木性,食品加工の残留を含む22種類のバイオマスの原料に,ブチラミン溶媒による分解が施された.
• リグノセルロース糖の生産コストは,経験的なデータに基づいて計算され,重要なパラメータとして溶媒の負荷に焦点を当てた.
• 溶媒の負荷を低減した (59 g/kgまで) プロセス最適化は,トウモロコシのバイオマスを使用したLスケール原子炉で実証された.

主要な成果:

• リンゴセルロース糖の初期生産コストは1.3ドルから6.1ドル/kgであったため,大幅なコスト削減が必要であった.
• 高い溶媒量 (850g/kg) が主要な瓶頸として特定され,それを59g/kgに減らすことで,砂糖の最低販売価格は33%低下した.
• 目標の砂糖生産コストを0.45-0.79ドル/kgを達成するには,溶剤の負荷,回収,固体負荷,砂糖の収量,酵素の使用,およびバイオマスコストの最適化が必要です.

結論:

• ブチラミンの分解は様々なバイオマスの原料を処理するための実行可能な経路を提供しますが,プロセスの最適化は経済的競争力にとって不可欠です.
• 溶媒負荷の削減と回収の改善は,リンゴセルロース材料から得られたバイオベースの砂糖のコストを下げるための重要な戦略です.
• 戦略的な原料の混合,プロセスの最適化,低コストの原料の選択は,原料の柔軟性のあるバイオリファインリを推進するために不可欠です.