将藻类剩余物转化为可再生产品

2020-09-24 83藻类

加州大学圣迭戈分校的研究人员开发了基于藻类的人字拖和冲浪板,这一次,他们又开始了,他们正在推广他们的可再生和可生物降解材料的品牌,用于其他产品,如涂层织物、漆皮和粘合剂,同时还添加了一些美食家的香味和香味。

研究背景

迈克尔·伯克特、斯蒂芬·梅菲尔德和罗伯特·波默罗伊的最新研究——绿色化学在线,英国皇家化学学会(Royal Society of Chemistry)的一份期刊概述了他们在开发以微藻为基础的多元醇(聚氨酯聚合物的单体单元)的方法方面所做的努力,这些多元醇可用于用藻类生物产生的废油制造聚氨酯泡沫。

许多研究认为藻类是替代化石燃料和对抗全球变暖而不影响粮食供应的最佳可再生资源之一。但与植物油不同的是,海藻油含有小的有机污染物,如光合色素和其他辅助因子,会使它们的使用复杂化。

将藻类剩余物转化为可再生产品

研究小组选择使用绿色微藻nannochloropsissalina中的油脂进行研究,后者是欧米茄-3脂肪酸的常见来源,作为膳食补充剂出售。剩下的油,超过70%,通常不是扔掉就是烧掉,但是加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现了更好的用途。他们开发了一种工艺,将藻类剩余物转化为可再生产品,这些废物流净化并转化为壬二酸,壬二酸是一种软质聚氨酯的积木。为了“利用整个水牛”,他们还将副产品庚烷酸转化为食品调味品和香料。

“我们展示了我们可以从藻类生产的欧米茄-3油中提取废物,并将其转化为有价值的可再生聚氨酯泡沫塑料。这些有各种各样的商业应用,从人字拖和跑鞋鞋底,到床垫和瑜伽垫。此外,我们从剩余的副产品中制备了一种香料分子,每公斤价值超过500美元,”Burkart提到研究小组的论文时说(“利用微藻油废物流共同生产柔性聚氨酯和可再生溶剂”)。

研究内容

为了开始这项工作,研究小组,包括来自物理科学部、生物科学部和加州大学圣地亚哥分校藻类生物技术中心的科学家,首先发现了一种可扩展的、具有成本效益的途径,利用简单的物理方法和皂化作用来提高海藻油的纯度。这是油脂与氢氧化钠或氢氧化钾反应生成甘油和脂肪酸盐或肥皂的过程。

除了脂肪酸,梅菲尔德解释说,研究小组在废油中发现了多种污染物。”与植物种子中主要储存三甘酯或植物油不同,微藻含有多种不溶于水但在提取时可自由溶解在海藻油中的代谢成分。这些色素的存在会抑制下游的反应效率,因此去除它们是从海藻油生产可再生化学品的关键过程。”

根据科学家们的说法,他们的可扩展过程可以在多种藻类植物的油脂上进行,从而生产出有价值的单体——分子参与链式反应形成聚合物——从而成为高度可持续的生物基塑料来源。这项研究包括对研究小组方法的经济价值的探讨。根据波默罗伊的说法,他们之所以选择盐藻作为大规模种植藻类的菌种,是因为它已经建立了高产量的二十碳五烯酸(EPA),一种宝贵的欧米茄-3油,而且科学家能够培养出高生物量含量的菌株。

研究意义

“将藻类剩余物转化为可再生产品的研究表明,藻类来源的废物流在支持聚氨酯材料生产方面具有实用和经济潜力,”Burkart说我们已经在与各大鞋类公司合作,将这些产品转化为人们愿意购买的商业产品。我们发现,消费者对我们作为一个社会正在产生的所有石油基塑料废料感到担忧,我们的团队正在迅速开发未来产品的解决方案。敬请期待!”

引用

University of California - San Diego. "Researchers turn algae leftovers into renewable products with flare." ScienceDaily. ScienceDaily, 12 May 2020. www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200512092757.htm.

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