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发酵新技术高效生产燃料乙醇

来源:中国化工报    编辑:绿色化工信息网

【绿色化工网讯】目前我国依赖于微生物发酵的燃料乙醇生产存在产品浓度低、收率低、效率低等问题。南京工业大学国家生化工程技术研究中心应汉杰教授主持完成的基于酵母细胞集群效应的燃料乙醇生产新技术及工业化示范项目日前通过成果鉴定。该项目粮耗降低约4个百分点、 缩短生产周期20%以上、酒精度提高约0.5%、成本降低约200~300元/吨,为燃料乙醇产业化发展带来福音。

  据陈勇博士介绍说,课题组主要在三方面取得了突破:设计了一种具有良好生物相容性的高吸附性固定化载体;发现了能加强生物膜形成提高耐受性的信号分子NO ;研制了一种新型多层循环式工业化规模的生物反应器。

  针对传统发酵工艺的弊端,应汉杰教授团队建立了基于介质的细胞集群效应的催化体系,创造性地实现了高效吸附、高效传质及高效发酵的新型循环式固定化生物反应器,为燃料乙醇发酵提供了一种新发酵工艺。

  采用此工艺,小试间歇式发酵和连续式发酵的生产产率分别为11.75 g/L/h和14.71 g/L/h,是目前文献报道的最高水平。据陈勇博士介绍,研究团队在2017年和2018年分别在广西中粮生物质能源有限公司进行了30吨级的中试和320吨级的工业化示范试验。试验表明,发酵周期48小时左右,发酵运行稳定性较好。相比传统生产方式,玉米和木薯淀粉利用率可提高5个百分点以上,陈化水稻淀粉利用率提高近4个百分点。

  该项研究成果目前申请专达9项,建成了首条基于微生物集群效应发酵技术的4000吨级乙醇工业化示范生产线,实现了燃料乙醇的高效生产,具有显著的经济和社会效益。