[發明專利]用于生物柴油和生物乙醇生產的改造的生物量

有效

• 申請號: 201280040815.1
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN104011062A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: M.博里斯于克;N.波格雷布恩亞克;V.安德里安諾夫;I.科斯滕于克
• 申請（專利權）人: 泰頓生物能源系統泰頓生物科學有限責任公司
• 主分類號: C07H21/04
• 分類號: C07H21/04;C12N15/82
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 杜艷玲;梁謀

背景技術

對替代能源不斷增長的需求可以至少部分地用植物來源的生物燃料油和/或乙醇的可再生供應來滿足。要成為化石燃料的可行的替代，生物燃料應提供在生產中的凈能量增益，具有環境效益，在經濟上有競爭力，并且可大量生產而不減少糧食供應，減少糧食供應是現有生物燃料生產的不期望的副產品。

相對于化石汽油和柴油，兩個主要的美國替代運輸燃料，是從玉米籽粒淀粉發酵的乙醇和從大豆種子中提取的生物柴油油。玉米和大豆均是主要作物，國家糧食供應顯著依賴它們。玉米乙醇比在其生產中的能源投入多獲得25％的能源，而生物柴油多獲得93％。相對于它們所替代的化石燃料，通過乙醇生產和燃燒的溫室氣體排放量降低12%并且通過生物柴油降低41％。生物柴油還比乙醇每凈能量增益釋放更少的空氣污染物。生物柴油比乙醇的這些優點來自于較低的農業投入和原料至燃料的效率更高的轉換。然而，根據希爾等（Proc?Natl?Acad?Sci?USA.?2006,?103(30):11206-11210）:11206-11210）最近的估計，甚至將美國所有的玉米和大豆的生產貢獻給生物燃料也將只能滿足汽油需求的12％和柴油需求的6％。

高生物量植物，特別是寬葉高生物量植物，具有很大的生物燃料的潛力。可以獲得100-400噸/畝之間的低成本、高價值的生物量材料的植物是特別有用的，特別是當高成本、勞動力需求、化學試劑投入或者低生物量植物生產相關的地域限制均不存在時。

雖然已經研究了很多的植物作為替代能源資源，煙草（紅花煙草（Nicotiana?tabacum）和來自煙草屬的其它種）大多已被忽視。與硬木樹類似，在它已被切斷之后，煙草將從其殘余部分萌芽或重新發芽。萌芽使得在一年內可以多次收獲，從而使其能夠產生很高的生物量噸位。煙草可以在廣泛的環境中不同種類的土壤上茂盛生長。煙草種子的產量達600kg/ha。煙草種子的含油量按重量計范圍在36％和41％之間（Giannelos?P?N,?Zannikos?S,?Stournas?S,?Lois?E,?Anastoloulos?G.??Industrial?Crops?and?Products?2002,?16:1-9），表明媲美傳統的產油植物之一，如大豆或油菜籽的有效的油合成機制的存在。最近的實驗表明，在大部分操作條件下，在性能參數和排放方面，煙草籽油可以部分替代石油柴油燃料，無需任何發動機改進和共混物預熱（Gunstone?F.?D.,?Pollard?M.,?In?F.?D.?Gunstone,?ed,?Structured?and?Modified?Lipids.?Marcel?Dekker,?New-York,?pp?155-184?(2001);?Usta?N.,?Biomass?and?Bioenergy?2005,?28:?77-86）。

理想情況下，支持國家的替代運輸燃料的需求所需要的是從生長在農業邊際土地上的低投入生物量，使用不涉及食品供應鏈的高生物量植物種類生產的生物燃料。