211service.com
Cellulose-ethanolfabriek gaat open
Morgen wordt in Jennings, LA, een bioraffinaderij geopend die is gebouwd om 1,4 miljoen gallons ethanol per jaar te produceren uit cellulosebiomassa. Gebouwd door Verenium , gevestigd in Cambridge, MA, zal de fabriek ethanol maken uit landbouwafval dat overblijft bij de verwerking van suikerriet.
Plantaardige darmen: Hier afgebeeld zijn de binnenkant van een nieuwe cellulose-ethanolfabriek die landbouwafval omzet in brandstof. In de tank aan de rechterkant produceren schimmels enzymen die cellulose kunnen afbreken.
De nieuwe fabriek in Verenium is de eerste fabriek voor cellulose-ethanol op demonstratieschaal in de Verenigde Staten. Het zal worden gebruikt om variaties op de technologie van het bedrijf uit te proberen en is ontworpen om continu te draaien. Verenium wil aantonen dat het ethanol kan maken voor $ 2 per gallon, waarmee het hoopt de brandstof concurrerend te maken met andere soorten ethanol en benzine. Volgend jaar is het bedrijf van plan om te beginnen met de bouw van commerciële fabrieken die elk ongeveer 20 tot 30 miljoen gallons ethanol per jaar zullen produceren.
Tot nu toe was de technologie voor het omzetten van non-foodgrondstoffen in ethanol beperkt tot het laboratorium en tot kleinschalige proeffabrieken die duizenden gallons ethanol per jaar kunnen produceren. Omdat deze niet continu werken, geven ze geen nauwkeurig idee van hoeveel het uiteindelijk zal kosten om cellulose-ethanol te produceren in een faciliteit op commerciële schaal.
Bijna alle biobrandstof op ethanol in de Verenigde Staten wordt momenteel gemaakt van maïskorrels. Maar de behoefte aan cellulose-grondstoffen voor ethanol is onlangs onderstreept, aangezien de voedselprijzen wereldwijd sterk zijn gestegen, deels als gevolg van het gebruik van maïs als bron van biobrandstoffen. Tegelijkertijd beginnen de stijgende kosten van maïs en gas cellulose-ethanol commercieel aantrekkelijker te maken, zegt Wallace Tyner , hoogleraar landbouweconomie aan de Purdue University. Een nieuwe norm voor hernieuwbare brandstoffen, onderdeel van een energierekening die eind vorig jaar van kracht werd, verplicht tot het gebruik van 100 miljoen gallons cellulose-biobrandstoffen tegen 2010 en 16 miljard gallons tegen 2022.
Tot dusver zijn er echter geen fabrieken voor cellulose-ethanol op commerciële schaal in bedrijf in de Verenigde Staten, hoewel een aantal faciliteiten in de komende jaren met de productie zal beginnen. Het ministerie van Energie financiert momenteel meer dan een dozijn bedrijven die demonstratie- en commerciële installaties gaan bouwen. Een van deze, Bereik brandstoffen , gevestigd in Broomfield, CO, is van plan om volgend jaar een fabriek op commerciële schaal te openen. Het zal de capaciteit hebben om 20 miljoen gallons ethanol en methanol per jaar te produceren.
Verenium zal een combinatie van voorbehandelingen met zuur, enzymen en twee soorten bacteriën gebruiken om ethanol te maken van het plantaardig materiaal, bagasse genaamd, dat overblijft bij het verwerken van suikerriet om suiker te maken. Het zal ook het zogenaamde energieriet verwerken, een familielid van suikerriet dat minder suiker en meer vezels bevat. Door het hoge vezelgehalte kunnen de planten groter worden, waardoor de opbrengst van een bepaald stuk land toeneemt.
Rietbagasse bestaat grotendeels uit bundels cellulose die zijn omgeven door hemicellulose. Cellulose wordt gemaakt van lange ketens glucose, een suiker met zes koolstofatomen van het type dat gewoonlijk wordt gefermenteerd om ethanol te maken uit bronnen zoals maïs. Hemicellulose is echter gemaakt van suikers met vijf koolstofatomen, die doorgaans niet kunnen worden gefermenteerd met dezelfde organismen als glucose. Een van de dingen die het proces van Verenium tot een roman maken, zegt John Malloy, executive vice president van het bedrijf, is het vermogen om suikers te fermenteren uit zowel cellulose als hemicellulose.
Het proces begint wanneer het riet wordt vermalen en onder hoge druk gekookt met een mild zuur om de hemicellulose te hydrolyseren en van de cellulose te scheiden. De vijf-koolstofsuikers in hemicellulose worden vervolgens gefermenteerd met behulp van genetisch gemodificeerde E coli . De cellulose wordt afgebroken met enzymen en gefermenteerd met een ander type bacterie genaamd Klebsiella oxytoca . Deze bacterie doet dubbel werk, omdat hij ook enzymen produceert die cellulose afbreken, waardoor de hoeveelheid enzymen van buitenaf met 50 procent wordt verminderd. De verdunde ethanol die wordt geproduceerd door fermentatie van beide soorten suiker, wordt vervolgens gedestilleerd om brandstof te maken.
Naast het openen van de demonstratiefabriek, begint Verenium ook energieriet te verbouwen en samen te werken met lokale boeren om te zorgen voor een gestage stroom van materiaal voor de geplande commerciële fabrieken. Op korte termijn zegt het bedrijf dat het kan vertrouwen op overgebleven bagasse van de suikerproductie, maar uiteindelijk zal het putten uit energieriet dat specifiek is verbouwd om ethanol te maken. Bepalingen in de Farm Bill, die onlangs door het Amerikaanse Congres is aangenomen, zullen helpen door boeren te voorzien van prikkels om energiegewassen te planten, zegt Carlos Riva , CEO van Verenium. De prikkels zijn belangrijk omdat het twee tot drie jaar duurt voordat energieriet, een vaste plant, is gevestigd en het ideale productieniveau heeft bereikt. Als gevolg hiervan zullen boeren volgend jaar moeten beginnen met het planten van de gewassen, voordat commerciële planten worden gebouwd en er een markt is voor deze gewassen.
De opening van de demonstratiefabriek en de huidige bouw van een aantal andere demonstratie- en commerciële cellulose-ethanolfabrieken markeert een keerpunt voor de industrie, zegt Riva. Door de ontwikkeling van verbeterde enzymen en fermentatie-organismen zijn geen verdere wetenschappelijke doorbraken nodig om cellulose-ethanol commercieel succesvol te maken, zegt hij. Er is enorm veel achtergrondwerk geweest in de ontwikkeling van wetenschap en technologie, zegt hij. We hebben zoveel geleerd over het proces dat het nu echt belangrijk is om de technologie op commerciële schaal in te zetten.