美国加利福尼亚Davis大学的Mark Mascal和Edward Nikitin等人于2010年2月17日提出一种方法,可使用碳水化合物与油类植物(大豆、向日葵、麻疯树、亚麻荠、红花和油菜)中的油脂类进行共加工,可生产出混合油脂/纤维素生物柴油,其产品产率大于常规的反酯化法。有关该方法的成果已刊登在美国化学学会杂志《能源与燃料(Energy & Fuels)》上。
Mark Mascal和Edward Nikitin等人前已提出二相酸/溶剂工艺,将生物质原料中的碳水化合物转化成生物燃料前身物CMF。在新的工作中,他们应用油籽原料的加工方法,可大大增加从这类生物质生产燃料。
现在,主要利用植物基油类反酯化来生产生物柴油。油籽也含有不少的碳水化合物分布,它们为淀粉、纤维素(“纤维”)、半纤维素和游离糖类型式。
研究人员此前业已指出,任何形式的己糖(单、双或多糖)都可被转化成5-(氯甲基)糠醛(CMF)和乙酰丙酸,总产率高达95%。该反应的主要产物为CMF。CMF占被分离的有机材料的70%~90%,这取决于反应器的负载,而化合物2(乙酰丙酸)占产品混合物小于10%。
研究人员将大豆、向日葵、麻疯树、亚麻荠、红花和油菜原料加入二相反应器中,反应器中含有水合盐酸和1,2-二氯乙烷,将混合物在80 °C下加热3小时。在80 °C下进行的实验表明,甘油三酸酯结构完好无损。如将温度提高到100 °C则有少量副产物产生。在较高温度下不具有碳水化合物转化成CMF的优点。
研究了从每一种原料产生的碳水化合物转化成CMF的数量,见下表:
脂类
CMF
总的有机抽出物
CMF占总的有机抽出物%
大豆
257.0
67.9
324.9
20.9%
向日葵
358.7
110.2
470.7
23.5%
麻疯树
392.1
78.6
470.7
16.7%