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木质纤维素类生物质生物转化化学品(燃料乙醇)的关键技术及产业化应用

分类 : 专利

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日期 : 2022-07-13

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1、项目基本情况 本成果属于新能源或绿色生物制造的应用范畴,主要针对农林剩余物、农产品加 工弃物以及工业废弃物等木质纤维素原料微生物转化液体燃料乙醇,同时可联产微生 物蛋白等饲用和食品添加物。可再生的木质纤维素生物质能源化是应对全球范围内能 源短缺、大气污染以及石化资源日益匮乏等问题的重要路径,也是实现能源可持续发 展的必经之路之一。以木质纤维素生物质为原料的二代燃料乙醇是公认的替代石化基 燃料的生物燃料之一,其具有较低的碳排放。在木质纤维素生物质转化液体燃料过程 中,木糖和阿拉伯糖等五碳糖主要组分不能被传统乙醇发酵酿酒酵母转化,是制约原 料转化的瓶颈问题之一。另外,原料预处理过程中不可避免产生的弱酸类、弱醛类以 及酚类化合物等多种抑制物,也严重影响了发酵微生物的生长和底物转化效率。针对 上述两个关键瓶颈问题,我们构建了系列酿酒酵母工程菌株,实现了木质纤维素原料 中五碳糖和六碳糖的高效共利用,可耐受较低pH以及多种较高浓度抑制物,在粗放培 养条件下,对未脱毒的木质纤维素生物质水解液的乙醇得率到达88%以上,达到国际 领先水平。 2、核心技术及指标 (1)己糖和戊糖高效共利用酿酒酵母菌株群; (2)针对不同原料特点(以玉米秸秆、玉米纤维和杨木等原料为例),建立 了与原料预处理匹配的特性菌株选育模式,并成功选育了适配菌株。 (3)葡萄糖和木糖共利用酿酒酵母菌株的糖醇转化率达到理论值的93%,木质 纤维素原料糖液的糖醇转化率达到理论值的88%以上。 3、经济和社会效益 燃料乙醇产业所属的生物能源行业,亦是我国重要的战略性新兴产业,对替代石化 资源等不可再生能源以及对大气雾霾污染、水土资源污染控制都有十分积极的战略意 义。生物质制取液体燃料有利于清洁高效利用农林废弃物,缓解我国农村普遍存在的秸 秆露天焚烧等低端、粗放处理方式带来的大气环境污染问题和温室气体排放问题。同 时,生物质液体燃料的推广应用具有显著的碳减排意义。以木质纤维素为原料生产二代 燃料乙醇是燃料乙醇未来发展的主流。本研究突破以木质纤维素为原料生产燃料乙醇 (二代燃料乙醇)的关键技术瓶颈,有效的降低生产成本,如果实现生物质制取燃料乙 醇的推广应用,将产生巨大的社会效益和经济效益,也可使我省在国家生物质新能源发 展中扮演着重要角色。 4、技术转化所需条件 根据企业发展需求和规划商讨。主要需要原料预处理设备、乙醇生产发酵设备、产 物分离设备及环保设备等主要设备。

专利信息

专利号 ZL201921309859.8 专利分类 发明专利
专利交易状态 技术正在推广 有效截止时间
合作方式 合作开发

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