甘薯燃料乙醇生产过程中发酵醪高粘度问题研究取得新进展

2010-9-07 13:30 来源: 中国科学院
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  生物质燃料乙醇是一种高度清洁的交通液体燃料,是替代车用燃油、减少温室气体排放、缓解大气污染的最佳技术选择。我国政府高度重视和积极发展甘薯原料的生物燃料乙醇产业,但甘薯发酵醪液为粘度大(大于10万mPa.S)、流动性差的非牛顿流体(一般的发酵液粘度小于100mPa.S),采用传统工艺发酵,发酵醪传质传热困难,会严重影响乙醇发酵效率。

  为解决此问题,目前多采用加水稀释原料来降低粘度、增加其流动性的方法,一般添加与原料1:1的水。但是甘薯的可发酵糖含量一般在20%左右,原料经1:1加水稀释后,会不可避免地将可发酵糖浓度降低至10%左右,从而导致发酵醪液中乙醇浓度只有5%~6%,蒸馏过程的能源消耗和废液排放量较高,不符合能源生产所追求的能源产出最大化的目标,同时也不符合清洁生产的要求。

  中国科学院成都生物研究所应用与环境微生物研究中心赵海研究员课题组张良等人,开发出适合甘薯高效燃料乙醇生产过程中的快速高效降粘预处理技术。在实验室和小试水平上,在发酵前两个小时内,将发酵醪粘度由超过10000mPa.s降到1000mPa.s以下,改善鲜甘薯浓醪的传质传热效果,提高发酵速度;减轻高浓度甘薯燃料乙醇生产过程中的蒸馏负荷,并可通过提高固液分离效果,降低固液分离难度,有效降低发酵废渣的排放。

  该研究的相关论文已在荷兰Fuel Processing Technology杂志发表。(Liang ZHANG, Qian CHEN, Yanlin JIN, et al. Energy-saving direct ethanol production from viscosity reduction mash of sweet potato at very high gravity. Fuel Process. Technol. Doi: 10.1016/j.fuproc.2010.08.009)。