農(nóng)作物秸稈原料生產(chǎn)L-乳酸和D-乳酸成套技術(shù)
L-乳酸或D-乳酸是重要的多用途精細化學品,目前最重要的用途是作為可降解塑料-聚乳 酸 (Polymeric Lactic Acid, PLA) 的合成單體,但90%以上的乳酸單體都是由淀粉基或糖基原料發(fā) 酵得到。利用豐富的、可再生的玉米秸稈農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)高光學純度的L-乳酸和D-乳酸,是木 質(zhì)纖維素生物煉制的重要方向。本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實施將對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q 代具有重大的提升作用,并大幅減少因秸稈焚燒帶來的霧霾等大氣污染因素。然而,高額生產(chǎn) 成本嚴重阻礙了本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程。目前,秸稈乳酸的生產(chǎn)成本具體表現(xiàn)在過程的高能耗、 大量廢水排放、產(chǎn)物濃度低等環(huán)節(jié)上。 本項目的農(nóng)作物秸稈原料生產(chǎn)L-乳酸和D-乳酸成套技術(shù)采用華東理工大學研發(fā)的干法生物 煉制技術(shù)。該技術(shù)主要包括干法稀酸預處理、固態(tài)生物脫毒、高固體含量糖化與發(fā)酵等主要工 序。其中,干法稀酸預處理技術(shù)使用新型的螺帶攪拌式預處理反應器,實現(xiàn)了過程零廢水排 放,新鮮水和蒸汽用量比典型的預處理技術(shù)降低80%以上;固態(tài)生物脫毒則采用生物降解法脫 除預處理原料中所含的各種有毒物質(zhì),實現(xiàn)過程的零水耗和零能耗;高固體含量糖化與發(fā)酵 技術(shù)則通過自主研發(fā)的螺帶型反應器處理固含量達40%以上的乳酸發(fā)酵,與常規(guī)發(fā)酵反應器相 比,電耗降低80%以上。通過該成套技術(shù)可以得到不低于10% (v/v) 濃度L-乳酸或D-乳酸的發(fā) 酵液,纖維素轉(zhuǎn)化率達75%以上。本技術(shù)的實施將會大大降低纖維素乳酸單體的生產(chǎn)成本,為 纖維素乳酸的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。
華東理工大學
2021-04-11