《佛罗里达大学开发桉树作为生物燃料来源》

  • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
  • 编译者: 刘晶晶
  • 发布时间:2014-06-22
  • 美国佛罗里达大学食品和农业科学研究所的研究人员对桉树生产乙醇进行了详细调研,认为它有可能成为清洁能源的新来源。其研究成果已发表于《应用能源》期刊。该研究小组此前一直研究甘蔗和高粱生物质,此次将焦点转向桉树。此类硬木树种与澳大利亚关系紧密,是考拉的食物,生长快速,且易于运输。

    在预处理过程中,研究人员将腐蚀性的硫酸换成磷酸,以增加糖产量。硫酸需要特殊的合金容器来进行预处理,而磷酸则可以被放置于不锈钢容器中,这减少了建造生物燃料工厂初期的投资成本。此外,磷酸也不会分解生物质释放的糖,增加了整体的收益率。

    整个生产过程包括在高温高蒸汽压下将磷酸注入桉树植株,然后快速释放压力,即所谓的汽爆法。随后,在混合物中添加酶以增加糖的释放量。冷却后,增加空气、化学物质和微量矿物质,混合浆开始发酵,最终生成燃料。

    其中,磷酸产生的副产物可以用作肥料,以回补若干生产成本。该过程已在实验室取得成功,接下来将在工业化示范规模进行尝试。

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  • 《佛罗里达大学的数字孪生技术模拟草莓农场,提升 AI 工具并降低成本》

    • 编译者:江浩
    • 发布时间:2025-08-22
    •        美国 佛罗里达州盖恩斯维尔 June 10, 2025        佛罗里达州的草莓生产从 11 月持续到 4 月,而数字孪生技术让科学家可以全年模拟水果的生长,从而使研究能够全年进行。 数字孪生是对象、系统或流程的虚拟副本,可以预测系统在模拟环境中交互时的行为。        Dana Choi 和她的佛罗里达大学科学家团队现在已经证明,由人工智能 (AI) 提供支持的机器人系统是准确的,并且可以节省时间和劳动力。这对于每年 5 亿美元的佛罗里达州草莓产业至关重要,对于美国每年价值 20 亿美元的行业也至关重要。        UF/IFAS 墨西哥湾沿岸研究和教育中心的农业和生物工程助理教授 Dana Choi 在她的实验室里。照片由 Dana Choi 友情提供。        几年前,Choi 的团队构建了一片草莓园的数字孪生,可以复制每一行、每一片叶子和每颗浆果的真人大小。在这个虚拟领域中,科学家们让机器人四处行驶,并为希尔斯伯勒县的一个模拟商业农场拍摄了数千张照片。        新发表的研究表明,仅使用模拟草莓田在数字孪生环境中进行训练的 AI 在检测水果方面实现了 92% 的准确率,而无需依赖真实世界的训练数据。        Choi 说:“因为计算机模拟的田地永远不会过时,所以即使在夏天也可以制作新的浆果识别工具原型——加快了创新速度。“这些发现还意味着更低的开发成本。公司可以在数字孪生中测试机器人拾取器或智能喷雾器设计,首先,在实际试验之前消除错误。这最终会降低新技术的价格。        完全在合成图像上训练的机器人还估计了真实世界的水果直径,误差仅为 1.2 毫米——“仅使用合成模拟数据,足以进行商业分级,”UF/IFAS 农业和生物工程助理教授 Choi 说。        这展示了在虚拟环境中训练的 AI 模型在支持商业决策任务方面的潜力,例如根据大小或质量等特征对水果进行分类。        如果种植者知道精确的水果大小和体积,他们就可以预测他们的产量并知道何时收获。        “研究表明,逼真的数字孪生可以快速启动草莓农场的 AI 工具开发,实现更快、更具成本效益的机器人创新,”UF/IFAS 墨西哥湾沿岸研究和教育中心的教员 Choi 说。        “通常,我们必须在真实的田野中拍摄数千张照片,为每张照片贴上标签,然后等待合适的季节,”她说。“这需要大量的时间和金钱。但有了数字孪生,我们可以立即创建和标记这些照片。        此外,在虚拟世界中进行培训无需处理或标记真实图像,从而节省了数周的现场工作。        为什么这一切很重要?构建和改进新工具需要更少的金钱和时间,因为科学家可以在虚拟环境中测试和修复它们,然后再在现实生活中尝试它们。        数字孪生平台还可以支持作员培训和自主机械的快速原型设计,帮助更快、更经济高效地将农业技术从概念转移到田间。
  • 《研究人员进一步找到将藻类转化为生物燃料的关键》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:chenss
    • 发布时间:2016-03-26
    • 佛罗里达大学食品与农业科学研究所的研究人员可能已发现将藻类转化为燃料的关键。 科学家发现了研究人员所谓的“转录因子”,名为ROC40。佛罗里达大学食品与农业科学研究所园艺学教授Bala Rathinasabapathi,把一个转录因子控制细胞内许多基因的作用比作一个警察控制一大群人。为了抽取藻类的油脂,科学家必须控制向藻类供氮。通过氮饥饿调节数百种蛋白质,使ROC40合成最多以诱导细胞达到产油最大值。这种高诱导蛋白启示科学家其可以发挥重要的生物学作用,前佛罗里达大学食品与农业科学研究所植物分子与细胞生物学博士生Elton Gonçalves说。事实上,该小组的研究表明,ROC40在藻细胞缺乏氮时可帮助控制油脂生产。 “我们对ROC40蛋白的发现表明它可能会增加参与微藻油的合成基因的表达,“Rathinasabapathi说。“这些信息用于生产生物燃料的藻类优势菌的发展是非常重要的,”Gonçalves说。“我们进行这项研究,是由于发展可再生能源作为未来几代石油基燃料的替代品的巨大的社会经济重要性。为了推进藻类生物燃料的大规模生产,竞争方案,很好地了解这些生物中的生物过程是基本的。” Rathinasabapathi说这个信息对于未来工程藻类在不控氮下过量产油具有价值。 微藻油脂为生物燃料提供了一个极好的可再生来源。藻类生长很快,可忍受极端的气候条件,不构成生物燃料作物那样的同时作为燃料和食物的问题。 难题是如果藻类被剥夺了氮,这些细胞会变得紧张,开始产生脂肪,但它们的生长速度减慢。如果藻类将成为一种商业上可行的燃料来源,科学家们必须确保它不仅能生产尽可能多的油,同时还可以尽可能快地生长。 Rathinasabapathi与Gonçalves合作这项研究,并已在植物学报(The Plant Journal)出版。其他合作者为:Sixue Chen,生物技术研究的跨学科中心的一部分——超滤膜蛋白质组学与质谱联用技术的副教授;Jodie Johnson,超滤膜的质谱设备助理研究员,以及Takuya Matsuo,日本名古屋大学助理教授。