石油および環境バイオテクノロジージャーナル

概要

リグノセルロース系バイオ燃料製造の前処理技術の最近の進歩

張博とアボルガセム・シャバジ

石油価格の高騰と既存の化石燃料埋蔵量の安全性に関する不確実性、そして地球規模の気候変動に関する懸念が相まって、化石炭素ベースの材料に代わる新しい輸送燃料とバイオ製品の必要性が生じています。エタノールは最も可能性を秘めた次世代の輸送燃料と考えられており、現在、トウモロコシとサトウキビから発酵プロセスによって大量のエタノールが生産されています。リグノセルロース系バイオマスを原料として利用することは、エタノール生産を大幅に拡大するための次のステップとみなされています。セルロース系バイオマスからバイオエタノールへの生物学的変換は、加水分解酵素の使用を含む化学的および生物学的手段を使用してバイオマスを水溶性糖に分解することを基本としています。その時点から、発酵性糖はさらにエタノールまたは他の高度なバイオ燃料に加工することができます。したがって、炭水化物ポリマーの表面が加水分解酵素にアクセスしやすくするために前処理が必要です。この論文では、アルカリ、温水、酸、無機塩（イオン液体およびルイス酸）による前処理など、広く使用されている前処理技術の最近の開発状況についてレビューします。前処理分野における最近の進歩には、1）バイオマス分画への新しい化学物質またはプロセスの適用、2）精製キシラン関連酵素の組み合わせなどの新しい酵素混合物の使用、セルラーゼの可溶性阻害剤の評価、特にさまざまなセルラーゼ負荷での前処理済みバイオマスの評価、3）天然および前処理済みバイオマス固体を分析するためのさまざまな高度な技術、特に顕微鏡技術および表面積測定方法の適用、および4）バイオ燃料および化学薬品用のバイオマスプロセスのスケールアップと商業化に向けたさらなる努力が含まれます。