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葛根变身燃料乙醇“潜力股”:汽爆技术突破传统工艺瓶颈

2012-07-31 10:50 中国科学报 中国科学报 阅读 0
核心摘要: 中国科学院过程工程研究所研究员陈洪章课题组发明了汽爆处理葛根生产燃料乙醇的新技术,仅需4分钟即可替代传统2小时蒸煮,无需添加化学药品,能耗降低33%,用水节省10吨/吨乙醇,并实现组分全利用和污染零排放。该技术已获澳大利亚专利,有望推动葛根燃料乙醇产业化,符合非粮生物质能源发展原则。

中国科学院过程工程研究所研究员陈洪章课题组发明的一项新技术,利用蒸汽爆破(汽爆)技术处理葛根,仅需4分钟即可替代传统高温蒸煮2小时的液化调浆过程,且无需添加水分或化学药品,处理后的葛根可直接发酵生产燃料乙醇。该技术已获得澳大利亚国际专利授权。

葛根作为一种非粮作物,淀粉含量高达18.5%~27.5%(新鲜)或50%~60%(干重),仅次于玉米,且环境适应性强,可在山地、林地等非耕地上种植,符合“不与人争粮,不与粮争地”的原则。然而,传统发酵工艺能耗高、污染重,蒸煮能耗占乙醇生产总能耗的30%~40%,并产生大量高浓度有机废水。此外,传统工艺仅利用葛根中的淀粉或黄酮,而纤维素、蛋白质等其他组分被浪费。

陈洪章团队创新性地将汽爆预处理与连续耦合固态发酵技术结合,实现了葛根资源的分级转化和全利用。汽爆过程中,高温高压蒸汽瞬间释放,破坏植物细胞壁,消除纤维组织对淀粉和黄酮利用的阻碍,提高淀粉糊化率,同时使纤维素等组分易于后续利用。该技术可节省约10吨/吨乙醇的调浆用水,降低蒸煮能耗约33%,缩短生产周期,并实现污染零排放。发酵剩余物还可用于提取葛根黄酮、制备蛋白饲料等,形成高效清洁的生态产业链。

目前,云南、四川等地已计划建设葛根燃料乙醇项目,专家预测葛根将带动非粮燃料乙醇发展热潮。该技术有望推动葛根燃料乙醇产业化,为可再生能源发展提供新路径。

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