Bài 226

The success of cellulose

Thành công của cellulose

Not too long ago many investors made the bet that renewable fuels from bio-mass would be the next big thing in energy.

Cách đây không lâu, nhiều nhà đầu tư đã đặt cược rằng nhiên liệu tái tạo từ sinh khối sẽ là điểm lớn tiếp theo trong năng lượng.

Converting corn, sugarcane, and soybeans into ethanol or diesel-type fuels lessens our nation’s dependence on oil imports while cutting carbon dioxide emissions.

Chuyển đổi ngô, mía và đậu nành thành nhiên liệu dạng ethanol hoặc diesel làm giảm sự phụ thuộc của nước ta về nhập khẩu dầu trong khi cắt giảm lượng khí thải CO2

But already the nascent industry faces challenges.

Nhưng ngành công nghiệp non trẻ này đã và đang phải đối mặt với những thách thức.

Escalating demand is hiking food prices while farmers clear rainforest habitats to grow fuel crops.

Nhu cầu leo thang đang làm tăng giá lương thực trong khi người nông dân lại xóa bỏ môi trường sống rừng nhiệt đới để trồng cây nhiên liệu.

And several recent studies say that certain biofuel-production processes either fail to yield net energy gains or release more carbon dioxide than they use.

Và một số nghiên cứu gần đây cho rằng quy trình sản xuất nhiên liệu sinh học nhất định không mang lại mức tăng năng lượng ròng hoặc giải phóng nhiều carbon dioxide hơn mức sử dụng.

A successor tier of start-up ventures aims to avoid those problems.

Một cấp độ kế thừa của các dự án khởi nghiệp mạo hiểm nhằm mục đích tránh những vấn đề này.

Rather than focusing on the starches, sugars, and fats of food crops, many of the prototype bioethanol processes work with lignocellulose, the “woody” tissue that strengthens the cell walls of plants, says University of Massachusetts Amherst chemical engineer George W. Huber.

Thay vì tập trung vào các loại tinh bột, đường và chất béo của cây lương thực, nhiều quá trình sinh học nguyên mẫu hoạt động với lignocellulose, mô "gỗ" giúp tăng cường thành tế bào của thực vật, George W. Huber, kĩ sư hóa học của Đại học Massachusetts Amherst cho hay.

Although cellulose breaks down less easily than sugars and starches and thus requires a complex series of enzyme-driven chemical reactions, its use opens the industry to nonfood plant feedstocks such as agricultural wastes, wood chips, and switchgrass.

Mặc dù cellulose phân tách ít dễ dàng hơn đường và tinh bột và do đó đòi hỏi một loạt các phản ứng hóa học phức tạp do enzyme điều khiển, việc sử dụng nó mở ra ngành công nghiệp cho các nguyên liệu thực vật phi thực phẩm như chất thải nông nghiệp, dăm gỗ và cỏ chuyển mạch.

But no company has yet demonstrated a cost-competitive industrial process for making cellulosic biofuels.

Thế nhưng chưa có công ty nào chứng minh được một quy trình công nghiệp cạnh tranh chi phí để sản xuất nhiên liệu sinh học xenlulo hóa.

So scientists and engineers are working on dozens of possible biofuel-processing routes, reports Charles Wyman, a chemical engineer at the University of California, Riverside, who is a founder of Mascoma Corporation in Cambridge, Mass., a leading developer of cellulosic ethanol processing.

Vì vậy, các nhà kỹ sư và khoa học đang nghiên cứu hàng chục tuyến đường xử lý nhiên liệu sinh học có thể thực hiện, Charles Wyman, một kỹ sư hóa học tại Đại học California, Riverside, người sáng lập Mascoma Corporation ở Cambridge, Mass., một nhà phát triển hàng đầu về chế biến ethanol xenlulo cho biết.

There’s no miracle process out there,” he remarks.

"Không có quá trình kỳ diệu nào ngoài kia cả", anh ấy nhận xét.

And fine-tuning a process involves considerable money and time.

Và việc tinh chỉnh một quy trình đòi hỏi đáng kể về tiền bạc và thời gian.

“The oil companies say that it takes 10 years to fully commercialize an industrial processing route,” warns Huber, who has contributed some thermochemical techniques to another biomass start-up, Virent Energy Systems in Madison, Wis.

"Các công ty dầu mỏ nói rằng phải mất 10 năm để thương mại hóa hoàn toàn một tuyến đường chế biến công nghiệp," Huber, người đã đóng góp một số kỹ thuật nhiệt hóa cho một công ty khởi nghiệp sinh khối khác, Virent Energy Systems ở Madison, Wis,cảnh báo.

One promising biofuel procedure that avoids the complex enzymatic chemistry to break down cellulose is now being explored by Coskata in Warrenville, Ill., a firm launched in 2006 by high-profile investors and entrepreneurs (General Motors recently took a minority stake in it as well).

Một quy trình nhiên liệu sinh học đầy hứa hẹn giúp tránh hóa học enzyme phức tạp để phá vỡ cellulose hiện đang được Coskata khám phá ở Warrenville, Ill., một công ty được thành lập vào năm 2006 bởi các nhà đầu tư và doanh nhân nổi tiếng (General Motors gần đây cũng đã nắm giữ cổ phần thiểu số trong đó).

In the Coskata operation, a conventional gasification system will use heat to turn various feedstocks into a mixture of carbon monoxide and hydrogen called syngas, says Richard Tobey, vice president of Engineering and R&D.

Trong hoạt động của Coskata, một hệ thống khí hóa thông thường sẽ sử dụng nhiệt để biến các nguyên liệu khác nhau thành hỗn hợp carbon monoxide và hydro được gọi là Syngas, Richard Tobey, phó chủ tịch bộ phận kỹ thuật và R&D(nghiên cứu phát triển) cho hay.

The ability to handle multiple plant feedstocks would boost the flexibility of the overall process because each region in the country has access to certain feedstocks but not others.

Khả năng xử lý đa nguyên liệu thực vật sẽ thúc đẩy tính linh hoạt của quy trình tổng thể vì mỗi khu vực trong nước có quyền tiếp cận một số nguyên liệu thô nhất định chứ không phải là toàn bộ.

Instead of using thermochemical methods to convert the syngas to fuel- a process that can be significantly more costly because of the added expense of pressurizing gases, according to Tobey – the Coskata group chose a biochemical route.

Thay vì sử dụng các phương pháp nhiệt hóa để chuyển đổi Syngas thành nhiên liệu - một quá trình có thể tốn kém hơn đáng kể vì chi phí bổ sung của khí điều áp, theo Tobey- nhóm Coskata đã chọn một tuyến đường sinh hóa cho biết.

The group focused on five promising strains of ethanol-excreting bacteria that Ralph Tanner, a microbiologist at the University of Oklahoma, had discovered years before in the oxygen-free sediments of a swamp.

Nhóm tập trung vào năm chủng vi khuẩn biểu hiện ethanol đầy hứa hẹn mà Ralph Tanner, một nhà vi trùng học tại Đại học Oklahoma, đã phát hiện ra nhiều năm trước trong các trầm tích không có oxy của đầm lầy.

These anaerobic bugs make ethanol by voraciously consuming syngas.

Những con bọ kỵ khí này tạo ra ethanol bằng cách tiêu thụ khí tổng hợp một cách ngấu nghiến

The “heart and soul of the Coskata process,” as Tobey puts it, is the bioreactor in which the bacteria live.

"Trái tim và linh hồn của quá trình Coskata", mà Tobey nói, là lò phản ứng sinh học nơi vi khuẩn sinh sống.

“Rather than searching for food in the fermentation mash in a large tank, our bacteria wait for the gas to be delivered to them,” he explains.

Ông giải thích: "Thay vì tìm kiếm thức ăn trong hỗn hợp lên men trong một bể chứa lớn, vi khuẩn của chúng tôi chờ khí được chuyển đến chúng."

The firm relies on plastic tubes, the filter-fabric straws as thin as human hair.

Công ty dựa vào ống nhựa, ống hút vải lọc mỏng như tóc người.

The syngas flows through the straws, and water is pumped across their exteriors.

Khí tổng hợp chảy qua ống hút và nước được bơm qua bề ngoài của chúng.

The gases diffuse across the selective membrane to the bacteria embedded in the outer surface of the tubes, which permits no water inside.

Các khí khuếch tán qua màng chọn lọc đến vi khuẩn được nhúng vào bề mặt ngoài của các ống, không cho phép nước vào bên trong.

“We get an efficient mass transfer with the tubes, which is not easy,” Tobey says.

Tobey nói:"Chúng tôi nhận được sự chuyển giao khối lượng hiệu quả giữa các ống, điều vốn không dễ dàng."

“Our data suggest that in an optimal setting we could get 90 percent of the energy value of the gases into our fuel."

"Dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng trong một môi trường tối ưu, ta có thể nhận được 90% giá trị năng lượng khí vào nhiên liệu."

After the bugs eat the gases, they release ethanol into the surrounding water.

Sau khi các con bọ ăn khí, chúng giải phóng ethanol vào nước xung quanh.

Standard distillation or filtration techniques could extract the alcohol from the water.

Kỹ thuật chưng cất hoặc lọc tiêu chuẩn có thể chiết xuất rượu từ nước.

Coskata researchers estimate that their commercialized process could deliver ethanol at under $1 per gallon-less than half of today’s $2-per-gallon wholesale price, Tobey claims.

Các nhà nghiên cứu của Coskata ước tính rằng quy trình thương mại hóa của họ có thể cung cấp ethanol ở mức dưới 1 đô la mỗi gallon, ít hơn một nửa so với giá bán sỉ 2 đô la mỗi gallon, Tobey tuyên bố.

Outside evaluators of Argonne National Laboratory measured the input-output “energy balance” of the Coskata process and found that, optimally, it can produce 7.7 times as much energy in the end product as it takes to make it.

Các nhà đánh giá bên ngoài của Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne đã đo "cân bằng năng lượng" đầu vào-đầu ra của quy trình Coskata và nhận thấy rằng, một cách tối ưu, quy trình này có thể tạo ra năng lượng gấp 7,7 lần trong sản phẩm cuối cùng so với lượng cần thiết thể tạo ra ban đầu.

The company plans to construct a 40,000-gallon-a-year pilot plant near the GM test track in Milford, Mich., by the end of this year and hopes to build a full-scale, 100-million-gallon-a-year plant by 2011.

Công ty có kế hoạch xây một nhà máy thí điểm 40.000 gallon một năm gần đường đua GM ở Milford, Mich., vào cuối năm nay và hy vọng sẽ dựng một nhà máy quy mô đầy đủ với 100 triệu gallon-một năm vào năm 2011.

Coskata may have some company by then; Bioengineering Resources in Fayetteville, Ark., is already developing what seems to be a similar three-step pathway in which syngas is consumed by bacteria isolated by James Gaddy, a retired chemical engineer at the University of Arkansas.

Coskata có thể có một vài công ty vào thời điểm đó; Tài nguyên kỹ thuật sinh học ở Fayetteville, Ark., đã phát triển một quy trình ba bước tương tự, trong đó khí tổng hợp được tiêu thụ bởi vi khuẩn được phân lập bởi James Gaddy, một kỹ sư hóa học đã nghỉ hưu tại Đại học Arkansas.

Considering the advances in these and other methods, plant cellulose could provide the greener ethanol everyone wants.

Xem xét những tiến bộ trong phương pháp này và các phương pháp khác, cellulose thực vật có thể cung cấp ethanol sạch hơn mà mọi người đều mong muốn.

Từ vựng (12)

renewable fuels (rɪˈnuː.ə.bəl) (ˈfjuəɫz) — nhiên liệu tái tạo
bio-mas (ˌbaɪˈoʊ) (ˈmɑz) — sinh khối
Escalating demand (ˈɛskəˌɫeɪtɪŋ) (dɪˈmænd) — Nhu cầu leo thang
cost-competitive industrial process (kɑːst) (kəmˈpet̬.ə.t̬ɪv) (ɪnˈdʌs.tri.əl) (ˈprɑː.ses) — quy trình công nghiệp cạnh tranh chi phí
fine-tuning (faɪn) (ˈtuː.nɪŋ) — tinh chỉnh
thermochemical techniques (thermochemical*) (tɛkˈniks) — kỹ thuật nhiệt hóa
fermentation mash (ˌfɝː.menˈteɪ.ʃən) (mæʃ) — hỗn hợp lên men
feedstocks (ˈfidˌstɑks) — nguyên liệu thô
sediments (ˈsɛdəmənts) — trầm tích
voraciously (vəˈreɪ.ʃəs.li) — một cách ngấu nghiến
diffuse (dɪˈfjuːz) — khuếch tán
distillation (ˌdɪs.təˈleɪ.ʃən) — chưng cất