微型超级植物可以清理养猪场并用于乙醇生产

美国北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)的研究人员发现，一种小型水生植物可以用来清理工业养猪场的动物粪便，并可能成为全球能源危机的解决方案之一。研究人员Jay Cheng博士说，他们的研究表明，在猪废水中种植浮萍每英亩能产生比玉米多5到6倍的淀粉。研究人员Anne-Marie Stomp博士说，这意味着用浮萍生产乙醇可能“比用玉米更快更便宜”。

“我们可以一石二鸟——生物燃料生产和废水处理——浮萍，”Cheng说。程补充说，浮萍中的淀粉可以很容易地转化成乙醇，使用的是目前用于玉米生产的设施。

玉米目前是美国生产乙醇的主要作物。然而，近年来，由于担心用于玉米种植的能源量，以及乙醇制造商与食品和饲料行业争夺玉米导致的大宗商品价格混乱，这种做法遭到了抨击。浮萍是一种很有吸引力的非食物替代品，每英亩能生产的乙醇原料比玉米多得多;利用现有的以玉米为基础的乙醇生产过程，以更快地扩大规模;将污染物转化为燃料生产系统。浮萍系统由浅池塘组成，这些浅池塘可以建在不适合传统作物生长的土地上，它产生的水非常干净，可以重复利用。该技术可以利用任何营养丰富的废水，从畜牧业废水到市政废水。

大型养猪场通过将动物粪便储存在大型“泻湖”进行生物处理来管理它们。浮萍利用废水中的营养物质生长，从而捕获这些营养物质并防止它们释放到环境中。换句话说，Cheng说，“浮萍可以成为一种环境友好、经济可行的乙醇原料。”

“在农业领域有一种偏见，认为所有能被发现的作物都已经被发现了，”Stomp说，“但浮萍可能是21世纪的第一种新作物。本着把花生变成主要作物的乔治·华盛顿·卡弗(George Washington Carver)的精神，杰伊和我正在执行一项任务，把浮萍变成一种新的工业作物，为替代燃料生产提供一种创新方法。”

Cheng是生物和农业工程教授，与林业副教授Stomp和博士后研究助理Mike Yablonski共同撰写了这项研究。这项由北卡罗莱纳州生物燃料中心资助的研究于3月21日在加州圣卡拉生物工程研究所的年会上公布。

Cheng和Stomp目前正在建立一个试点项目，进一步研究建立一个在动物废水中种植浮萍的大规模系统的最佳方法，然后收集和晾干浮萍。

希普曼-

编辑:下面是演示摘要。

《在乙醇生产废水中种植高淀粉浮萍》

作者: Jay J. Cheng, Anne-M。北卡罗来纳州立大学的Stomp和Mike Yablonski

提出了: 2009年3月21日，在加州圣塔卡罗举行的第14届生物工程研究所年会上。

文摘:最近，为了减少对外国石油的依赖，美国大力扩大燃料乙醇的生产。目前，玉米是美国生产燃料乙醇的主要作物。然而，很明显，大量增加玉米乙醇产量是不现实的，因为乙醇工业将与食品和饲料工业争夺有限的玉米资源。因此，需要额外来源的可发酵碳水化合物，以满足不断扩大的燃料乙醇需求。我们的研究重点是探索一种新的乙醇生产原料——浮萍。浮萍或浮萍科是一种水生植物，在燃料乙醇生产方面具有很大潜力。浮萍通过无性的、营养的新叶片芽接繁殖，积累生物量的速度比大田作物快，几乎比玉米快28倍。浮萍可以在废水中生长，用于养分管理和生物质生产。我们目前的研究重点是开发一种利用动物废水生产高淀粉浮萍的系统，然后利用现有的淀粉转化技术将其转化为乙醇。浮萍的淀粉含量变化很大，从干重的3-75%不等，取决于种类和单个斑点。许多参数，包括营养概况和浓度发挥主要作用的淀粉积累。在我们的实验室研究中，北卡罗来纳州的一种浮萍，Spirodela polyrrhiza，可在厌氧处理的猪废水上生长，淀粉含量为45.8%(干重)。用淀粉酶对高淀粉浮萍生物量进行酶解，得到的还原糖含量为原浮萍生物量50.9%的水解液。用酵母菌对该溶液进行发酵，乙醇产率为干浮萍生物量的25.8%。这些结果表明，浮萍生物量可以产生相当数量的淀粉，淀粉可以很容易地发酵成乙醇。浮萍在开发一种环境友好、经济可行的乙醇生产技术方面具有很大的潜力。在一个商业养殖场建立一个水面面积约600平方米的浮萍中试系统，研究动物养殖废水中浮萍生长的放大因素、浮萍采收烘干及经济分析。会上将介绍试点工作的进展情况。