山大首创“木糖—酒精联产”生物炼制模式

    从玉米芯中提取木糖、木糖醇,已经算是高新技术了。但加工后产生的下脚料木糖渣,在山东大学的科研工作者那里又成为新的产品:木糖渣60%的成分是经过深度预处理的纤维素,纤维素可生产葡萄糖,葡萄糖再生产燃料酒精,余下的高热能木素,可以充当燃料。

    3月下旬,山大微生物技术国家重点实验室的“酶解植物纤维工业废渣生产乙醇工艺技术”项目通过我省技术鉴定,该项目在国际上首创“木糖—酒精联产”工艺,研究水平被认为国内领先。

    这一项目是山东大学生命科学院院长兼实验室主任曲音波主持的“生物炼制”研究一部分。曲音波主持的“木糖—酒精”研究,是以禹城的玉米芯加工产业为出发点的。那里的企业主要生产木糖、木糖醇等产品,每年消耗玉米芯10多万吨。在目前生产工艺下,7吨原料生产1吨产品,剩下的数吨木糖渣被低价卖给电厂作燃料。

    “生物炼制”不仅是变废为宝,而且对利用生物质能源提供了新的技术。记者在采访时了解到,生物炼制的概念,衍生自石油炼制。人们从石油中炼出了汽油、柴油等燃料及各种衍生物,以后者为原料制造的衣服、家具、药品等覆盖了我们的生活。生物炼制同样要打破过去粮食、油料等作物只生产单一产品的旧观念。曲音波介绍说,到2050年玉米秸秆等生物质原料应该能生产出燃料、药品、饲料、塑料、精细化学品和大宗化学品。

    目前,国际上纤维素酒精产业化仍存在三大技术瓶颈,一是秸秆等木质纤维素类原料降解产生的木糖难以发酵生成酒精,二是纤维素酶生产成本仍然偏高,三是原料要进行复杂的预处理。而“木糖—酒精联产”项目目前避开了这几个难题,只需新建纤维酶生产和酒精发酵提取装置,这是已有成熟经验的工艺。早在10年前,山东大学的研究就已成功实现了纤维素酶的产业化。

    据估计,“木糖—酒精联产”工艺的酒精生产成本会低于粮食酒精成本。初步的技术经济分析显示,此项目有良好的经济和社会效益。

    具有战略意义的“生物炼制”研究在欧美等地已颇受重视。美国国家研究委员会预测,到2020年,50%的有机化学品和材料将产自植物,化学工业将在生物技术革命中改组。按照这一设想,未来人们穿的人造皮革、浴室里的软管、婴儿手中的奶瓶、汽车的轮胎和燃料等等,都将由玉米秸秆之类的东西来制造。