有效压缩植物生物质用于替代燃料和抗病毒应用

长期以来，植物生物质作为化石燃料的替代品一直备受关注，具有推动我们可持续发展未来的潜力。但必须适当干燥后才能使用。现在，冈山大学的研究人员开发出一种新技术，无需热干燥即可使植物生物质脱水，生成具有优异热值的压缩颗粒和含有高浓度水溶性木质素的挤压液体，具有强大的抗病毒活性。

全球能源消耗的稳步上升导致化石燃料资源迅速枯竭。由于化石燃料需要数千年才能补充，因此迫切需要确定可替代的可再生能源。生物质是一种可靠的可再生能源，因为它包含来自植物和动物的有机物质。

生物质在自然界中随处可见，其有机成分使其成为环保能源的首选。但植物生物质中含有50%以上的水分，作为燃料使用时，需要通过机械方法或通过加热、自然风化等方法将水分降低至35%左右，以提高发电效率。为获得最佳效益，该干燥过程应快速、经济且节能。

目前的机械压缩系统效率低下，因为它需要后续的热干燥过程，这使得操作耗能和耗时，并且通常可能涉及成本可观的笨重设备。此外，大多数这些方法产生的作为副产品的挤压液体不含水溶性木质素——植物细胞中具有无数应用的重要结构聚合物。

为了解决这些问题，冈山大学医学、牙科和药学院病理学和实验医学系助理教授ToshiakiOhara博士领导的日本研究人员确定了一种有效的机械压缩系统，用于干燥植物生物质无需热力干燥即可发电。他们的新方法可应用于木本和草本植物，并生成一种含有水溶性木质素的压缩液体，该液体对流感和猪流行性腹泻病毒具有基本的抗病毒特性。

在他们的研究中，研究结果发表在2022年10月22日的《材料循环与废物管理杂志》上，研究人员使用雪松木板和木屑作为木质生物质，使用生姜药草物种Alpiniazerumbet作为草本生物质来测试新型机械滚压法。他们发现雪松板和Alpiniazerumbet比雪松木片压缩得更有效。

Ohara博士在解释这一观察结果时说：“使用我们的技术，所有植物都可以被压缩;然而，雪松板和Alpiniazerumbet比雪松片更有效地压缩，后者在随机方向上被压缩。这表明沿着植物血管的压缩，例如吸管，对于功效来说是必不可少的。”在这里，必须要提到的是，植物导管是维管植物中与营养物质和水分的传导有关的组织。

压缩后，研究人员将残余物压碎并制成颗粒，以确定它们的燃烧性能，这是它们作为生物质发电潜力的一个指标。过滤作为压缩副产品获得的液体，确定其木质素含量和结构，并使用细胞活力测定评估其抗病毒特性。

雪松板颗粒显示出更高的燃烧热值，符合ISO标准，证明其具有更高的能源性能。姜药草品种产生更多的水溶性木质素，但其燃烧热值略低，为ISO标准的95%。然而，雪松板和高良姜压缩液均能显着抑制流感和猪流行性腹泻病毒的感染。

该研究的共同作者、冈山大学跨学科科学研究中心的YutaNishina博士观察到，“通过这种方法获得的非化学提取的水溶性木质素可以在医药、化妆品和化妆品等领域得到应用。畜牧业。”此外，高碳含量的水溶性木质素可用于碳纳米材料的生产，并有助于减少碳驱动的污染。

Ohara博士总结了他们新技术的好处，他说：“我们的方法不需要时间、堆场或额外的热干燥，允许现场操作。这种压缩机可以挤压木材和草药，使我们能够促进生物质电使用当地种植的植物发电。这些特点有利于促进当地的可持续发展。”

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