富含半纤维素生物质发酵生产丁醇、丙酮、丁酸和糠醛
技术简介
丙酮、丁醇和乙醇均是重要的有机溶剂和化工原料,广泛应用于喷漆、炸药、塑料、 制药、植物油提取及有机玻璃、合成橡胶工业。丙酮可作为制造醋酸纤维素胶片薄膜、塑料和涂料的溶剂,也可用于生产甲基丙烯酸甲酯(MMA)、双酚 A、醇醛缩合物等化工产 品。丁醇是新一代的生物燃料,与现有的生物燃料相比,丁醇与汽油的混合比更高,无需 对车辆进行改造,具有显著环境效益,降低温室气体排放。乙醇是良好的有机溶剂和消毒剂,其杀菌作用明显,消毒效果可靠,对人刺激性小,无毒,对物品无损害,多用于皮肤消毒和医疗器械临床消毒。
在生产丙酮和丁醇的众多方法中,用粮食发酵法生产丙酮、丁醇的生产技术相对比较成熟。但是随着石油资源的逐渐枯竭和生态环境问题的日益严峻,世界各国开始考虑利用 可再生资源来替代石油资源,即通过生物技术的手段来生产大宗化学品以解决能源问题。现有生产丙酮的丁醇的技术主要以玉米发酵为主,以及采用部分薯类、高粱类与玉米 同时进行发酵以降低生产成本,但其中以纯玉米发酵生产丙酮、丁醇效果最为理想。但用粮食发酵不仅成本高,同时也会影响到粮食资源的稳定。针对这一问题,各国研究机构都尝试开展用非粮食资源代替粮食资源作为发酵原料进行发酵研究。甜高粱(sweet sorghum)也叫芦栗甜杆或糖高粱,为食用高粱的一个变种,其秸秆具有较高的糖含量,是世界公认的能源植物之一。其种子可食用或作饲料,而甜高粱秸秆压榨后汁液可制糖,但是产生大量的富含半纤维素类的甜高粱渣存在处理难题。目前,国内外利用甜高粱渣生产溶剂丁醇的鲜有报道。甜玉米,是一种玉米的改良品种,其玉米粒用 作鲜食;它的秸秆与甜高粱秸秆相似,富含糖类,压榨后,其残渣富含半纤维素。蔗渣是甘蔗制糖压榨后的产物,富含半纤维素,一般作为饲料添加成分,但是大量集中产生的蔗渣存在处理难题。玉米芯为玉米果实成熟并脱粒后的剩余部分,富含半纤维素;我国是玉米的生产大国,可利用资源极其丰富。
采用本技术可使压榨或脱粒后的生物质渣通过生物炼制的方法变废为宝,生产大宗化学品丁醇、丙酮、丁酸和糠醛等产品。