甜高粱成套生物煉制新工藝成型

　　最有效的“太陽能轉(zhuǎn)換器”——甜高粱有望成為生物質(zhì)能源的豐富來源。中國工程院院士、北京化工大學(xué)教授譚天偉在上周召開的中國工程院化工、冶金與材料工程學(xué)部第九屆學(xué)術(shù)會議上表示，甜高粱的光合作用效率是大豆、玉米、甜菜和小麥的23倍，通過甜高粱全利用可以生產(chǎn)燃料乙醇、丁醇及木塑復(fù)合材料。目前，甜高粱成套生物煉制新工藝已經(jīng)成型。

　　據(jù)譚天偉教授介紹，他們承擔(dān)的甜高粱全利用研究課題，通過對甜高粱莖桿進(jìn)行壓榨，汁液利用新型固定化酵母連續(xù)發(fā)酵法生產(chǎn)燃料乙醇；壓榨后的殘渣經(jīng)稀乙酸預(yù)處理水解半纖維素，水解液發(fā)酵分離耦合后生產(chǎn)丁醇；將水解殘渣與回收塑料共混造粒，應(yīng)用注塑、擠出等方法制造木塑復(fù)合材料，形成甜高粱成套生物煉制工藝。其中，燃料乙醇發(fā)酵濃度達(dá)到141.3克/升，燃料丁醇通過一步滲透汽化膜分離后丁醇濃度達(dá)到260克/升，木塑復(fù)合材料甜高粱添加量在50%以上。

　　譚天偉教授表示，新工藝的關(guān)鍵創(chuàng)新點主要為：在生產(chǎn)燃料乙醇環(huán)節(jié)，他們用榨汁后殘余的甜高粱莖桿渣作為酵母細(xì)胞固定化的載體，使發(fā)酵效率提高了2~3倍。在建立起固定化發(fā)酵工藝后，又通過對發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化，以初糖300克/升的濃縮甜高粱莖干汁進(jìn)行固定化酵母細(xì)胞的發(fā)酵，5升發(fā)酵體系的乙醇濃度可達(dá)141.3克/升，乙醇得率為0.49克/克。

　　在甜高粱渣生產(chǎn)燃料丁醇環(huán)節(jié)，為避免廣為使用的稀硫酸水解法帶來的水解液酸度大、中和無機(jī)鹽離子濃度高的不利影響，他們利用乙酸作為媒介進(jìn)行甜高粱渣的水解，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)脫毒，經(jīng)過脫毒的水解液即可用于燃料丁醇的發(fā)酵。

　　在甜高粱莖桿渣生產(chǎn)木塑復(fù)合材料環(huán)節(jié)，課題組對甜高粱酸解渣進(jìn)行篩分、堿氧化和蒸汽爆破預(yù)處理后，與回收塑料進(jìn)行干燥處理，在熱混機(jī)中進(jìn)行熱混除水，之后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒；雙螺桿擠出得到的母粒再經(jīng)過注塑機(jī)，即可得到木塑復(fù)合材料制品。譚天偉表示，該兩步法工藝與傳統(tǒng)一步法工藝相比，木塑復(fù)合材料制品拉伸強(qiáng)度提高了59.4%，彎曲強(qiáng)度提高了23%，彈性模量提高了12.5%，吸水率降低了72.7%，更適于制造戶外地板，建筑材料等。