林业生物酒精技术引进与创新

作者:信息来源 时间:2017-11-17 点击数:

成果研究背景、应用领域

利用纤维素物质生产燃料酒精是目前国内外可再生能源研究的热点和重点,迄今还没有能够实现工业化生产,主要是在关键技术上还没有实现突破,生产成本依然偏高。本项目针对性的开展农林生物质资源制取燃料酒精的关键技术开展研究,并在各关键技术突破的基础上进行技术集成,可为该项目技术未来的商业化提供依据。


技术突破与创新

开展了稀酸预处理、稀碱预处理、低温稀酸预处理、蒸汽爆破预处理和“稀酸-磨浆”预处理工艺的设计;确定各种预处理工艺参数、并进行各种经济可行性比较。研究结果表明,稀酸蒸汽爆破预处理方法是有良好工业应用前景的预处理方法。玉米秸秆经蒸汽爆破预处理后,酸水解还原糖得率最高达到87%,纤维素酶水解得率达到85.6%。

创新建立纤维素酶发酵技术,纤维素酶酶活力分别提高50%和36.4%。建立了补料分批发酵技术,实现了高碳源浓度发酵,纤维素酶活力达到10.20FPIU/ml。创新建立了基于添加β-葡萄糖苷酶、外源添加物的纤维素辅助水解技术和基于分段水解的新型纤维素酶水解技术。纤维素水解得率达到86.6%,水解糖液中可发酵性糖比例为97.83%。建立了水解糖液己糖、戊糖发酵技术。己糖发酵糖利用率99.52%,乙醇得率94.57%;戊糖己糖同步发酵糖利用率92%,乙醇得率85.94%。构建了1个戊糖己糖同步发酵工程菌株,构建树干毕赤酵母cDNA文库1个,测定EST序列5000条。建立了稀酸水解技术,水解还原糖得率75%~87%。

经济技术指标、投资规模

该项目建设了一条生物法制取酒精实验室中试平台。原料预处理后纤维素水解得率达到85.6%,纤维素酶制备活力达到10.20FPIU/ml,纤维素水解得率达到86.6%。戊糖己糖同步发酵糖利用率92%,乙醇得率85.94%。

该项目还建设了一条酸水解中试平台,包括预处理装置、水解器三组、水解液发酵装置等,可进行稀酸两步水解、渗滤水解、以及高温高压水解。采用高压热磨及两步水解原料,水解还原糖得率为75%~87%。研发了水解木素泡沫树脂,木素作为起始剂用量为10%~25%,成本降低约20%。


应用前景及经济社会效益。

     我国作为能源消费大国,是世界上前三大石油进口国之一,因此在开发利用可再生能源方面显得尤为迫切。成熟利用我国十分丰富的农林生物质资源,生产酒精并部分取代燃油,对于缓解我国能源短缺、保障我国能源安全有十分重要的意义。


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