山大首創“木糖—酒精聯產”生物煉制模式

    從玉米芯中提取木糖、木糖醇,已經算是高新技術了。但加工后產生的下腳料木糖渣,在山東大學的科研工作者那里又成為新的產品:木糖渣60%的成分是經過深度預處理的纖維素,纖維素可生產葡萄糖,葡萄糖再生產燃料酒精,余下的高熱能木素,可以充當燃料。

    3月下旬,山大微生物技術國家重點實驗室的“酶解植物纖維工業廢渣生產乙醇工藝技術”項目通過我省技術鑒定,該項目在國際上首創“木糖—酒精聯產”工藝,研究水平被認為國內領先。

    這一項目是山東大學生命科學院院長兼實驗室主任曲音波主持的“生物煉制”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產業為出發點的。那里的企業主要生產木糖、木糖醇等產品,每年消耗玉米芯10多萬噸。在目前生產工藝下,7噸原料生產1噸產品,剩下的數噸木糖渣被低價賣給電廠作燃料。

    “生物煉制”不僅是變廢為寶,而且對利用生物質能源提供了新的技術。記者在采訪時了解到,生物煉制的概念,衍生自石油煉制。人們從石油中煉出了汽油、柴油等燃料及各種衍生物,以后者為原料制造的衣服、家具、藥品等覆蓋了我們的生活。生物煉制同樣要打破過去糧食、油料等作物只生產單一產品的舊觀念。曲音波介紹說,到2050年玉米秸稈等生物質原料應該能生產出燃料、藥品、飼料、塑料、精細化學品和大宗化學品。

    目前,國際上纖維素酒精產業化仍存在三大技術瓶頸,一是秸稈等木質纖維素類原料降解產生的木糖難以發酵生成酒精,二是纖維素酶生產成本仍然偏高,三是原料要進行復雜的預處理。而“木糖—酒精聯產”項目目前避開了這幾個難題,只需新建纖維酶生產和酒精發酵提取裝置,這是已有成熟經驗的工藝。早在10年前,山東大學的研究就已成功實現了纖維素酶的產業化。

    據估計,“木糖—酒精聯產”工藝的酒精生產成本會低于糧食酒精成本。初步的技術經濟分析顯示,此項目有良好的經濟和社會效益。

    具有戰略意義的“生物煉制”研究在歐美等地已頗受重視。美國國家研究委員會預測,到2020年,50%的有機化學品和材料將產自植物,化學工業將在生物技術革命中改組。按照這一設想,未來人們穿的人造皮革、浴室里的軟管、嬰兒手中的奶瓶、汽車的輪胎和燃料等等,都將由玉米秸稈之類的東西來制造。