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美国:工业大麻制成生物柴油

在工业大麻的众多用途中,又增加了一项“绿色”用途——可用于生产混合燃料。

康涅狄格大学(UConn)的研究人员发现,纤维作物工业大麻(又称汉麻)具有一些特性,使其成为生产生物柴油的可靠且有吸引力的原料。生物柴油是一种可持续的柴油燃料,来源于可持续的植物原料。

这种植物可以在贫瘠的土壤中生长,因此无需占用主要农田,这些农田可以留作种植粮食作物。领导这项研究的化工、材料和分子生物工程教授理查德·帕纳斯(Richard Parnas)表示:“对于可持续燃料而言,经常归结为一个问题,即食物与燃料的矛盾。”他指出,目前主要的生物柴油原料也包括粮食作物,如大豆、橄榄、花生和菜籽。“同样重要的是使用非粮食作物制造燃料,这样也不需要高质量的土地。”

工业大麻种植遍布全世界,尤其是欧洲和亚洲许多地区。植物秸秆纤维非常强韧,直到20世纪50年代合成纤维开发之前,一直是全球制作绳子和衣服的主要产品。如今,世界上仍有部分地区依赖大麻茎秆作为主要纤维,主要是因为它的种植“像草一样”,不需要很多水、化肥或高投入就能旺盛生长。然而,包裹着植物天然油的种子却常常被丢弃。帕纳斯指出,这种明显被浪费的产品可以派上用场,将其转化为燃料。

“如果有人已经种植大麻,”他说,“那么他们也许能够生产足够的燃料来驱动整个农场,仅用从种子中提炼的油即可。”事实上,大麻产业已经存在,这意味着大麻生物柴油产业几乎不需要额外投资。

参与研究的还有他的研究生李思雨(Si-Yu Li)和同事、化学系的詹姆士·斯图亚特(James Stuart),以及植物科学系的李易(Yi Li)。帕纳斯使用初榨大麻籽油,通过标准化加工(称为酯基转移)生产出生物柴油。该小组在康涅狄格大学环境科学与工程中心的生物燃料测试实验室测试了这种燃料的一系列特性。

大麻生物柴油显示出高效率的转化——97%的大麻油可转化为生物柴油——并通过了实验室的所有测试,甚至表现出一些特性,使其可用于较低温度,低于目前市场上的任何生物柴油。

尽管在美国种植大麻不合法,帕纳斯仍希望他们的研究结果将有助于刺激大麻生物柴油的生产,这可以在世界其他地方进行。康涅狄格大学持有一项生物柴油反应系统专利,可按客户要求使用一系列可持续原料生产生物柴油,大麻也在其中。

“我们的研究数据表明,购买反应系统和我们的技术更具吸引力,”帕纳斯说:“如果我们有数据反映生产中的多种不同原料,我们就可以量身定制系统,以满足公司的需求。”

帕纳斯、李易和同事们(化学系的史蒂文·苏步(Steven Suib)、经济学系的弗雷德·卡斯滕森(Fred Carstensen)、自然资源和环境系的哈里森·杨(Harrison Yang))正在建造一个示范性生物柴油生产设施,使用的是为期两年、总额180万美元的资助,该资助来自美国能源部。

该反应器每年能够生产多达20万加仑的柴油,虽然这一产量低于商业化生物柴油反应器,但主要用于测试生产生物柴油的新途径,包括催化剂和原料。最后,小组将进行经济分析,以便商业化应用他们的方法。

其他行业也有利用大麻作物的,帕纳斯明确区分了工业大麻花中含有少于1%的兴奋性化学物质,而其他一些近亲植物中含量高达22%。“这种大麻,”他指出,“不会使你兴奋。”

(责任编辑:glia)