重新改良纤维素乙醇的生产

　　一家以色列新兴公司称，用纤维素原料制造生物燃料是一种廉价的生产工序。
　　总部设在以色列特拉维夫的新兴公司HCL-Cleantech目前重新改良了已有百年历史的生产工序Bergius，改良的工序在用生物质生产乙醇时比原先的方法更便宜。该方法用浓盐酸(HCL)把生物质分解成糖，但对于商业化生产来说太过昂贵。不过该公司表示，它们已研发出一种能回收42％盐酸的方法，把回收的盐酸重新注入系统中，大大降低了生产乙醇的成本。
　　公司的首席执行官叶兰·巴尼埃尔(Eran Baniel)说：“我们的方法中唯一真正创新的部分是盐酸的重复利用，目前使用的盐酸的成本是以前的10％。”但是这样的调整吸引了美国许多公司的兴趣，目前HCL-Cleantech公司获得一笔来自清洁能源投资商科斯拉风险公司及Burrfll and company的风险投资，价值550万美元，用于在美国建造一家试验工厂。
　　用像木屑和玉米秸秆那样的纤维素生产乙醇，原料首先必须被分解成三个部分：木质素、含糖丰富的纤维素和半纤维素。后两者必须被转化成糖，然后通过有机体——例如酵母——发酵成乙醇。传统的乙醇生产技术在预处理的阶段使用稀释的酸溶液，把木质素从纤维素和半纤维素中分离出来。然后再用昂贵的酶把纤维素和半纤维素分解成简单的糖。
　　作为一种更便宜的方法，HCL-Cleantech公司使用更强、更浓的盐酸溶液，结合了乙醇生产的前两个阶段，同时分解纤维素原料，并把它们裂解成可发酵的糖。巴尼埃尔说，盐酸水解有可能把纤维素原料——比如木头——分解出97％的糖。盐酸的使用也减少了不必要的副产品的数量，那些副产品通常会产生较多稀酸溶液。更重要的是，浓酸可以在低温下发生化学反应，从而减少了运行系统的能量。
　　但是，回收盐酸被证明是一个很大的挑战。研究人员发现，盐酸把纤维素原料——如木头——分解成糖，会与水形成牢固的很难被打破的化学键。回收盐酸的行业，比如柠檬酸制造商，会使用昂贵的高温和高压方法使水蒸发，分离盐酸。
　　相反，为HCL-Cleantech公司研发技术的科学家们提出一种便宜的分离和回收盐酸的方法。他们设计了一种专用溶剂来吸收盐酸。他们把这种溶剂与盐酸溶液混合，发现该溶剂打破了盐酸和水之间的化学键并把盐酸从水溶液中吸收出来。接着，科学家们发明了一种获取溶剂以释放盐酸气体的方法，将其重新注入到系统中分解更多的纤维素。
　　巴尼埃尔说，公司的目标是与发酵工厂合作，完成乙醇生产的最后阶段。他说：“一开始，我们认为可能需要尝试所有的生产生物燃料的方法，但我们发现，发酵糖的技术在我们所有拥有的技术中遥遥领先。”
　　公司预计，2010年下半年试验工厂将会准备就绪。在此期间，巴尼埃尔表示，公司将在以色列各工业工厂测试其生产工序中的各个步骤，看该技术能否在较大规模下有效运行。
　　位于科罗拉多州戈登市的美国国家可再生能源实验室(NationalRenewable Energy Laboratory)生化精炼工艺研究和开发部经理詹姆斯-麦克米伦(James McMilian)说，扩大这项技术并稳健地运行是长期成功的关键。他说：“如果实践证明它能在稳健的条件下运行，并能解决现实问题，就能在市场上产生吸引力，回收所有的成本。这就是要展示的。”他补充说，当涉及建造一个工厂，公司可能要在昂贵的保存盐酸的原料上投资，盐酸具有强腐蚀性并且易挥发，特别是在气态情况下。
　　另一家用浓酸水解生产乙醇的公司是总部设在加利福尼亚州欧文市的蓝火乙醇公司(BlueFire Ethanol)。该公司使用比盐酸略微便宜的硫酸来把纤维素原料——比如城市固体废弃物和废弃木屑——分解成糖。蓝火乙醇公司的首席技术官约翰-库森斯(JohnCuzens)说，回收气态的盐酸可能有助于提高糖类的生产。不过，他警告说，HCL-Cleantech公司将要解决可能发生的因氯化氢气体排放所增加的风险。
　　库森斯说：“他们的生产工序可能会产生氯气外泄，而氯气会腐蚀反应器内外的所有部分。所以他们得小心碳钢走道——事实上包括工厂内的所有东西。”