木材废料即将变废为宝

今后，维生素，药物，溶剂，农药和聚合物，这些产品将有可能通过木材废料生产出来。生产过程性价比高、环保而且和目前利用石油生产的过程一样安全。这一结果已经被由苏黎世联邦理工学院科学家领导的国际研究团队证实。

目前的化学工业都是以石油为基础的，从塑料一直到洗涤剂和药品溶剂以及农药，它们都来自石油或石油的组成成分。由于石油储量有限，科学家们一直在寻找从可持续材料中生产这些产品的方法。

目前，一个国际研究团队已经证明了，我们可以选择一种可替代的制造方法来生产一种重要的基础化工产品：琥珀酸。这个研究团队由苏黎世联邦理工学院化学安全与环境保护技术教授Konrad Hungerbühler领导，团队成员包括来自瑞士联邦理工学院和哥德堡查尔默斯理工大学的科学家们。相关研究文章发表在《Energy & Environmental Science》上。

研究者们进行了一个全面的生态评估，证明琥珀酸可以用符合成本效益、环保和安全的方式(利用细菌)进行生产。研究人员发现，木材或来自林业和造纸业的纤维素废弃物可以作为首选原材料。

更具成本效益或更具可持续性 

科学家们使用仿真程序来比较不同的制造工艺和细菌，为了用生物技术手段制造琥珀酸，该程序在瑞士联邦理工学院的实验室进行优化。他们的研究结果表明，根据不同的细菌和生产工艺，利用木材废料的生物技术制造方法，比传统的基于石油的方法，或者成本显著降低或者环保程度大大提高。研究人员将生产所需的总能源，包括灰色能源(也包括制造初级产品、基础设施和废物管理所需的间接能源)，都作为衡量环境影响的指标。

科学家们对一个特定的生物技术生产方法进行了测算，采用与传统生产对环境有相同影响的方法，琥珀酸的生产成本降低20%。利用第二种方法，使用不同的细菌，与传统石油生产方法的成本相同，但是环境影响可以降低28%。

对造纸工业的创新 

为了利用细菌生产琥珀酸，葡萄糖是必需的原料。这可以从甜菜或甘蔗中提取，而且木材也是一种选择。“通过添加酸，木材中的纤维素可以转化为葡萄糖，”莫腾 莫拉莱斯解释说，他是苏黎世联邦理工学院的博士生以及该研究的主要作者。

科学家们将以甜菜为原料生产琥珀酸的方法与利用木材废料的制造工艺进行了比较。在成本效益、环境影响和安全性方面，差异可以忽略不计。“如果可以使用木材废料，就是来自林业产业的废料，这才是我们应该做的，”莫拉莱斯说。“因为这就不用与食品供应链相竞争了。”

这个新方法也将惠及造纸行业：在这个行业中，会产生含有纤维素的碱性溶液，这一工业废料目前不能回收。这也是理想的葡萄糖来源。“如果成功地回收废品并出售它们，实现附加值，那么欧洲的造纸行业将有望再一次与其它国家的强大对手竞争，”莫拉莱斯说。而且，建造生物技术生产厂是一项长期投资，也是化学工程师要考虑的问题。在一家企业沿着这条路线发展之前，需要知道这样做是否值得。“由于我们的研究成果，现在我们已经能够给出肯定的答案。”

琥珀酸

琥珀酸添加到燃料和润滑剂中来保护发动机免受腐蚀。在食品行业中，它的名字是E363，被用来作为酸化剂、风味剂和缓冲剂。琥珀酸也是生产一系列化学化合物的重要基础材料：这些产品包括，维生素、药物、溶剂、农药、聚合物和用于生产香水的芳香物质。

原文：Sustainability assessment of succinic acid production technologiesfrom biomass using metabolic engineering

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/EE/C6EE00634E#!divAbstract