木質(zhì)莖,、稻草、農(nóng)業(yè)殘余物,、玉米纖維和外皮都含有大量的纖維素和部分木質(zhì)素,,這些木質(zhì)纖維材料都可用于制造生物丁醇。丁醇被認為是一種優(yōu)于乙醇的生物燃料,,因為它的腐蝕性更小,,熱量值更高。如同乙醇一樣,,丁醇也可添加到汽油中,。
華盛頓大學(xué)的助理教授Lars Angenent博士從美國農(nóng)業(yè)部的合作者中拿到預(yù)處理的玉米纖維,也就是用玉米生產(chǎn)乙醇的副產(chǎn)品,。然后將這些木質(zhì)纖維原料放入沼氣池,,與數(shù)千種不同的微生物混合,以將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為丁酸,。接著,,這些丁酸再交給另一位合作者Nasib Qureshi博士。 Qureshi博士利用發(fā)酵器將丁酸轉(zhuǎn)化為丁醇,。
美國農(nóng)業(yè)部的研究人員 Bruce Dien博士和Michael Cotta博士,,用物理和化學(xué)的方法對難以降解的木質(zhì)纖維原料進行處理,使之更容易降解,。這是Angenent博士將混合物能進行神奇轉(zhuǎn)變非常關(guān)鍵的一步,。Angenent博士用包含數(shù)千種不同微生物的混合物,并優(yōu)化了環(huán)境條件,,以選擇一個細菌群落,,創(chuàng)造一個有利于玉米纖維轉(zhuǎn)化為丁酸的環(huán)境。
Angenent說,,我的實驗室主要就是用混合的細菌培養(yǎng)物,。混合細菌培養(yǎng)物的優(yōu)點是它可以利用任何廢棄物,,并且通過我們的操作,,能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為有價值的東西。舉例來說,,我可以改變培養(yǎng)物中的pH值,。如果保持pH中性,,那我們就可以得到甲烷氣,;如果我調(diào)低pH值,,就可以得到丁酸。換句話說,,如果只使用單一微生物培養(yǎng)物,,那我就不得不擔(dān)心會有其它的微生物混入并改變和污染了環(huán)境。
木質(zhì)纖維原料來源豐富,,是可再生的,,用來生產(chǎn)丁醇是處理廢棄物的好辦法。這對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和農(nóng)村的經(jīng)濟也大有好處,。并且因為這種生物質(zhì)是碳中性的,,所以不必擔(dān)心二氧化碳被釋放到大氣中。利用微生物燃料反應(yīng)池和混合的微生物培養(yǎng)物,,Angenent近年來已實現(xiàn)在廢水處理的過程中產(chǎn)生電力或氫氣,。
利用廢棄物生產(chǎn)生物燃料的另一個重要優(yōu)勢是,它不必與人爭糧,,不會因為要種植作物加大肥料和農(nóng)藥的使用,,不會對環(huán)境造成危害。這在當(dāng)前糧食價格高企,、國際糧食安全受到?jīng)_擊,、環(huán)境污染日益嚴重的背景下,具有特別重要的意義,。
近年來,,對丁醇的研究越來越吸引人。許多有戰(zhàn)略眼光的企業(yè)也加大對生物丁醇的投入,。2006年,,美國杜邦公司(DuPont)和英國石油公司(BP)宣布與英國糖業(yè)公司(British Sugar)合作從甜菜中生產(chǎn)丁醇,以添加到混合汽油中,。