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玉米芯变废为宝:纤维素乙醇生产成本大幅降低,助力绿色能源产业

纤维素乙醇作为可再生能源的重要代表,近年来在技术创新和成本控制方面取得了突破性进展。山东大学生命科学学院曲音波教授团队通过玉米芯废渣的高效利用,实现了纤维素乙醇生产成本接近粮食乙醇,为生物燃料产业带来新机遇。

团队采用生物炼制理念,预处理玉米芯中的纤维素、半纤维素和木素,使坚固结构变得松散,并将半纤维素部分转化为高附加值产品如低聚木糖和木糖醇。这一创新避开了传统生物质转化乙醇效率低的难题,提升了原料利用率和产品价值。

在酶制剂环节,研究人员利用木糖渣作为培养基,现场生产粗纤维素酶发酵液,大幅降低了用酶成本。剩余木糖渣不仅可用于生产乙醇和木素产品,发酵废液还可用于沼气发电,形成多元化合理产品结构,实现资源“吃干榨尽”。

技术创新方面,曲音波团队集成了基因组重组和pH分段控制技术。基因组重组通过原生质体融合,将不同突变株的有利突变重组,提升菌株生产性能;pH分段控制则优化生产过程,提高产酶水平。这些技术有效克服了木糖渣营养成分不足和乙醇浓度低等难题,推动纤维素乙醇产业化。

该技术曾获2011年度国家技术发明二等奖,并在山东龙力公司实现了3000吨/年中试装置和万吨级示范装置建设,5万吨/年纤维燃料乙醇项目已获国家发改委核准。目前,国内外纤维素乙醇产业仍面临原料和预处理成本高、成分利用不足等挑战,但曲音波团队的成果为产业化提供了可行路径。

曲音波表示,最终目标是实现生物质原料(淀粉、糖类、纤维素、木素等)的全部利用,产品多元化,推动生物质炼制成为替代不可再生资源的巨型行业。

(责任编辑:泉水)