近日,华盛顿州立大学的科学家们发现了一种从玉米秸秆等农业废弃物中提取糖分的新方法,他们利用亚硫酸铵碱盐将玉米秸秆(包括玉米秆、苞叶等残余物)转化为低成本糖分,用于生产生物燃料和生物制品,使该工艺在经济上更加可行。
"低成本糖分是以可再生生物质为原料生产燃料和有用产品的新技术实现商业化成功的关键,"华盛顿州立大学生物系统工程系教授、该研究首席研究员Bin Yang 表示。
Bin Yang教授与来自康涅狄格大学、美国国家可再生能源实验室(NREL)、美国农业部威斯康星州麦迪逊林产品实验室以及密苏里州圣路易斯华盛顿大学的研究团队,共同探索了一种经济高效的方法,将富含木质素和纤维素的玉米等作物残余物(纤维素生物质)转化为糖分。
虽然生物质资源丰富且廉价,作为能源和化工原料潜力巨大,但由于纤维素和木质素等复杂结构分子难以分解,其高昂的加工成本仍是主要挑战。
要释放这一资源的巨大潜在效益,就必须开发新的预处理技术,以便更好地分解复杂的聚合物,生产出廉价的糖类。
研究论文详细阐述了科学家们开发的创新工艺:在温和温度下使用氢氧化钾和亚硫酸铵预处理玉米秸秆。该处理使酶能够将纤维素聚合物分解为糖分,随后可直接发酵生产生物燃料和生物产品,无需进行化学回收。
他们计算出,通过副产品用途或销售来抵消生产成本,产生的糖可以低售价可低至每磅28美分,与低价进口糖相比具有竞争力。
"这项工艺不仅能为生物精炼厂(将植物原料转化为燃料的工业流程)生产高质量可发酵糖,其副产品还可作为肥料补充土壤养分,"Bin Yang教授阐释道,"真正实现了零废物流。"
“下一阶段,我们将在中试规模上推进我们的预处理技术,"NREL 的科学家兼该项目的首席研究员 Xiaowen Chen 说。
这项研究发表在 2025 年 7 月的《Bioresource Technology》杂志上,题为 “A chemical-recovery-free ammonium sulfite-based alkali pretreatment of corn stover for low-cost sugar production via fertilizer use of waste liquor”。
该项目由美国能源部生物能源技术办公室资助。