菊芋生物质生产燃料乙醇和乳酸技术

项目简介

菊芋是一种重要的经济作物,可以在干旱地和盐喊地等边缘土地上大量种植。菊粉(_种多糖)是菊芋块茎的主要组分,可以由菊粉酶或蔗糖酶降解为果糖和葡萄糖等单糖。与纤维素乙醇和纤维素乳酸相比,生物转化菊芋生产乙醇或乳酸的技术相对简单,更易于产业化。但目前的菊芋生物质生产燃料乙醇和乳酸技术需要使用昂贵的菊粉酶来降解菊芋生成单糖,进而发酵成乙醇或乳酸;而且发酵产物浓度偏低,造成高昂的产物分离成本和生产成本使这一技术并不具备产业化的潜力。

本项目的菊芋生物质生产燃料乙醇和乳酸技术主要包括整合生物加工菊芋生产乙醇技术和高固体含量同步糖化与发酵菊芋生产乳酸技术。其中,整合生物加工菊芋生产乙醇技术使用自主筛选的具有高菊粉降解活性的酿酒酵母同步糖化与发酵菊芋生产乙醇,并采用新型的螺带搅拌式反应器,实现了无菊粉酶添加的整合生物加工过程,乙醇浓度可达14%(v/v)以上,菊芋转化率达80%以上,高固体含量同步糖化与发酵菊芋生产乳酸技术通过自主研发的螺带型反应器处理固含量达30%以上的菊芋进行乳酸发酵,与常规发酵反应器相比,电耗降低80%以上,发酵液中乳酸浓度可达11% (w/w)以上,菊芋转化率达80%以上,本技术的实施将会大大降低菊芋乙醇和菊芋乳酸的生产成本,为菊芋生物质的生物炼制产业化奠定基础。

 

项目成熟度

中试

 

应用前景

美国的卡吉尔-陶氏化学合资公司(Cargill Dow LLC )早在2002年就已经实现乳酸单体聚合生产聚乳酸, 目前已达到年产45万吨的规模。中国的聚乳酸产业也已经具备雏形,聚合技术已经实现产业化。L-乳酸单体的产量2010年已经达到年产40-60万吨,并在快速扩大。粮食原料生产乳酸单体存在着与人争粮的粮食安全问题,用菊芋等非粮生物质原料生产聚乳酸单体是将来最重要的技术路线。

 

知识产权及项目获奖情况

本项目完全具有自主知识产权,相关专利包括ZL200810204496.9ZL200910051208.5ZL200910051212.1CN102864174A

 

合作方式

技术合作开发或转让均可。合作年限视项目规模和菊芋资源等具体情况而定,一般2-3年。要求合作方具备化工和发酵产业的工厂和技术储备。