Бо Чжан и Аболгасем Шахбази
Рост цен на нефть и неопределенность относительно безопасности существующих запасов ископаемого топлива в сочетании с опасениями по поводу глобального изменения климата создали потребность в новых видах транспортного топлива и биопродуктах для замены ископаемых материалов на основе углерода. Этанол считается следующим поколением транспортного топлива с наибольшим потенциалом, и в настоящее время значительные объемы этанола производятся из кукурузы и сахарного тростника с помощью процесса ферментации. Использование лигноцеллюлозной биомассы в качестве сырья рассматривается как следующий шаг к значительному расширению производства этанола. Биологическое преобразование целлюлозной биомассы в биоэтанол основано на расщеплении биомассы на водные сахара с использованием химических и биологических средств, включая использование гидролитических ферментов. С этого момента сбраживаемые сахара могут быть далее переработаны в этанол или другие современные виды биотоплива. Поэтому предварительная обработка необходима для повышения поверхностной доступности углеводных полимеров для гидролитических ферментов. В этой статье рассматриваются последние разработки нескольких широко используемых технологий предварительной обработки, включая щелочную, горячую воду, кислотную и неорганическую солевую (ионную жидкость и кислоту Льюиса) предварительную обработку. Последние достижения в области предварительной обработки включают: 1) применение новых химикатов или процессов для фракционирования биомассы; 2) использование новых смесей ферментов, таких как комбинации очищенных ферментов, связанных с ксиланом, оценка растворимых ингибиторов целлюлаз и особенно оценка предварительно обработанной биомассы при различной нагрузке целлюлазы; 3) применение широкого спектра сложных методов для анализа твердых веществ нативной и предварительно обработанной биомассы, особенно микроскопических методов и методов измерения площади поверхности; и 4) более активные усилия по масштабированию и коммерциализации процессов биомассы для биотоплива и химикатов.