中国作为农业大国,用玉米秸秆、麦秆、稻草等可再生原料,生产液体燃料和化工产品无疑是一个深具潜力的发展方向。表面看来,秸秆制乙醇的生物炼制方法——纤维素经微生物分解成葡萄糖再发酵成乙醇,似乎并不复杂。然而自上世纪70年代至今,历经40年的探索,这一技术却始终受制于成本难题。
为大幅降低秸秆制乙醇的成本,华大理工大型鲍杰教授的生物炼制科研团队提出了“干法木质纤维素生物炼制技术”,以节能减排为突破口,先后打出3张王牌:第一张是干式稀酸预处理技术。利用这项技术,预处理过程的用水量和蒸汽用量降低了90%,做到了废水的零排放,秸秆与酸液的比例则由10:1变成了1:2。
而第二张王牌“螺带式搅拌反应器”,将搅拌桨化直为曲,实现了干式物料与水蒸汽、纤维素酶及菌株的充分混合。最后,树脂枝孢霉则是第三张牌压轴登场:在纤维素预处理的过程中,会产生大量呋喃醛和芳香醛之类的物质,这些都会使得发酵微生物中毒死亡。树脂枝孢霉就承担了去除这些“毒物”的使命。
据介绍,“干法木质纤维素生物炼制技术”发酵乙醇的体积浓度已近9%,接近于淀粉制乙醇的指标。更重要的是,这一技术的耗水耗能低、废水排放低,与生产玉米乙醇相比相差无几,而且设备成本低,特别适合在我国农村地区实施。目前,该技术已经申请了中国发明专利20项,其中授权4项、公开9项,还有7项已进入实际审查阶段。以年产3万吨生物多元醇为总目标,他们与河南郸城财鑫糖业公司合作的项目也将进入投料生产阶段。