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D3MAX公司纤维素乙醇技术的中型试验结果好于预期

D3MAX公司于2017年4月13日宣布，已完成其D3MAX纤维素乙醇专利技术的中型试验装置，装置位于美国威斯康辛州Stanley 的ACE乙醇公司内。该D3MAX玉米纤维制备乙醇过程和技术的测试正在进行中，将于2017年6月完成。

中型试验结果表明，来自玉米纤维中木聚糖的木糖的产率通常超过理论产率的90%，该试验装置总糖产率好于目标产率。

鉴于中型试验结果迄今是令人满意的，D3MAX公司计划于2017年6月开始设计第一个商业规模的D3MAX工厂，并于2017年秋季进行建设。

D3MAX过程可将湿纤维素饼中的五碳糖和六碳糖转化为纤维素乙醇。淀粉、纤维素、木糖和阿拉伯糖都可转化为纤维素乙醇，与其他纤维素乙醇生产商相比，D3MAX过程有较高的产率、较低的能源消耗和较低的资本成本。

D3MAX过程的一个重要的优点是，湿纤维素饼可在乙醇工厂内被“蒸煮”或预先预处理。这意味着D3MAX预处理可以在更低的温度和压力、温和的pH值条件下进行。最终的结果是，预处理设备的成本大大降低，操作成本也降低。

D3MAX过程可将湿纤维素饼中的纤维素和半纤维素转化为单体的糖类，然后发酵为乙醇。湿纤维素饼中残余的淀粉也被转化为糖并发酵为乙醇。将湿纤维素饼中的纤维和残余淀粉转化成乙醇，可减少DDGS的数量约20%。蛋白质浓度增加到40%左右。这种低纤维、高蛋白质含量DDGS适合作为猪和家禽等动物的饲料。

微藻残渣可作为生产药品和聚酯的另一碳源

微藻在生物质生产中已引起广泛关注，因为许多菌株在单位时间和单位面积内拥有高的生物质生产力。微藻可产生大量的油以及碳水化合物，后者主要是以淀粉的形式存在。它们可在不利的、缺乏营养的条件下生存。最近由微藻衍生的油已可用于制取喷气燃料和生物柴油。

然而，此前被忽视的是在油被抽取后微藻细胞中剩下的淀粉。东京理工大学的研究人员发现，这种淀粉可以被转化为乳酸烷基酯和乙酰丙酸烷基酯，它们是生产药品、添加剂和聚酯的重要化学品。

两分子的乳酸脱水可生成内酯丙交酯，随后聚合成为无规或间规聚交酯，它们为生物可降解聚酯。另一方面，乙酰丙酸可用作为药品和添加剂如增塑剂的前体，以及大量化合物的原料。

研究人员发现，使用同质Sn（OTf）2可使乙酰丙酸烷基酯的产率增加，而使用SnBr4可选择性地生产乳酸烷基酯。他们的研究结果表明，微藻不仅可以作为燃料来源，也可作为大量化学品的碳源。这使微藻生物质有望成为化石燃料新的替代碳源。

东京理工大学的研究人员研究了各种均相催化剂，以优化选择性生产乙酰丙酸甲酯和乳酸甲酯。此外，他们认识到理解微藻中淀粉生产机制的重要性，可推动微藻生物质生产的进一步发展。

从生物质生产用于制造聚氨酯和聚酯塑料的塑料前体

美国威斯康星大学麦迪逊分校化学和生物工程师组成的团队于2017年4月10日宣布，开发了新的化学途径，可从生物质生产化合物1，5-戊二醇（1，5-PD），它是主要用于制造聚氨酯和聚酯塑料的塑料前体。

由乔治·胡贝尔教授等开发的高效方法相比此前报道的方法［四氢糠醇（THFA）直接氢解］成本更低，代表了从生物质生产1，5-PD第一个经济可行的方式。相关工作论文已发表在ChemSusChem期刊上。

经过脱水/水合、开环互变异构化和加氢反应，从糠醛合成1，5-PD的过程产率为84%。尽管这个过程比传统的THFA直接氢解反应步骤多，但从技术经济分析，这一过程是合成生物可再生1，5-PD经济上的首选路线。

2-羟基四氢吡喃（2-HY-THP）是反应路径的关键中间物，可降低1，5-PD的最低销售价格。借助于双金属氢解催化剂，2-HY-THP的反应性是THFA的80倍。这种增强效果是开环互变异构化生成5-羟基戊醛的结果，随后加氢生成1，5-PD。

糠醛首先被加氢成为THFA，然后在气相脱水生成二氢吡喃（DHP），产率为87%。DHP之后在水相（质量分数为20% DHP的水溶液）中水合成为2-HY-THP和2-HY-THP二聚体，产率高达100%，无需催化剂，在70～130℃条件下进行。2-HY-THP是一个环状的半缩醛，在水相经开环互变异构化形成5-HY-Val。

在2-HY-THP单体和二聚体存在的情况下，5-HYVal的加氢采用Ru催化剂，可使从DHP到1，5-PD的总产率达97%。研究人员将该路径称为脱水、水合和加氢（DHH）路径。

植物生物质通常按重量含有约40%的氧，而石油含有小于0.1%的氧。该方法使用生物质中固有的氧用于生产高价值的含氧商业化学品，它们可用于制造聚氨酯和聚酯等功能性高分子材料。

该项研究的基础性发现，是化工生产的新途径，有望用于生产更广范围的产品。例如，同样的途径有望用于生产其他两个塑料前体，即1，4-丁二醇和1，6-己二醇，它们现在来源于石油，两者每年有超过60亿美元的市场。

（以上文章由钱伯章编译）