木质纤维素原料生物高效转化技术及产品研究取得成果

2011-1-24 12:01 来源: 中国科学院
收藏到BLOG

  木质纤维素原料的乙醇生物转化存在预处理复杂、五碳糖乙醇转化率低、纤维素酶稳定性差、酶生产成本高等技术瓶颈,从而影响木质纤维素原料燃料乙醇生产工业化推广应用。因此,通过技术创新和集成创新,开发高效预处理和水解、发酵工艺与技术,解决燃料乙醇生产环节的技术难点,降低燃料乙醇生产成本,已成为木质纤维素原料生产燃料乙醇技术研究热点。

  “十一五”期间,863课题“木质纤维素原料生物高效转化技术及产品”总体执行情况良好。课题开展了生物和汽爆联合预处理技术研究,并在1000吨/年中试生产装置上进行放大验证试验,结果表明,秸秆经生物化学联合预处理后,其酶解效率比汽爆处理提高20.5%,最终乙醇浓度比汽爆处理提高21.2%(v/v)。生物-汽爆联合预处理技术弥补了单独生物预处理和汽爆预处理的不足,可实现木质素脱除与半纤维素分解的双重功效,解决了传统预处理技术功能单一、效率较低的技术难点,为我国木质纤维素原料燃料乙醇生产提供了一条切实可行的预处理技术,成果水平居于国内领先。原位脱毒乙醇发酵技术可省去脱毒工艺环节,直接将水解液中的葡萄糖和木糖高效转化为乙醇,达到乙醇最高理论值的90%以上。成果在1000吨/年中试生产装置进行了连续发酵验证试验,省去了糠醛、羟甲基糠醛和乙酸等发酵抑制物的脱毒环节,减少了大量废水产生,极大降低了企业治污高昂花费,实现了纤维素乙醇产业的清洁化生产和燃料乙醇生产成本的下降。该成果可以简化以木质纤维素为原料生产乙醇的工艺、降低乙醇生产成本,对木质纤维素燃料乙醇生产的商业化具有重要的理论和实际意义,成果水平居于国内领先。课题实施整体比较顺利,各项指标、取得的各项成果、人才培养等已达到或超过任务书中规定的各项考核指标。资助发表论文64篇,其中SCI收录23篇,EI收录9篇;申请发明专利28项,实用新型专利4项。其中已授权发明专利4项,实用新型2项。已培养博士7名,硕士31名。

  发展生物燃料乙醇成为我国一项战略性举措,在国家相关政策的激励下,纤维素燃料乙醇生产已成为众多企业投资的热点,由于课题研究成果较目前的主流技术有更强的市场竞争力,可为纤维素乙醇项目提供有力技术支撑。同时,纤维素乙醇行业符合我国生物质能源产业战略规划,其应用前景和市场前景广阔,经济效益潜力巨大。该成果不仅可提升我国纤维素燃料乙醇技术竞争力以及降低纤维素燃料乙醇成本,而且可促进我国能源安全以及经济与资源环境协调发展,成果具有重大的社会效益。