变废为宝的生物炼制术

By admin in 科技中心 on 2019年10月21日

2016年,生物质炼制工程北京市重点实验室还联合各相关企业,开始筹划建立生物质工程产业联盟,以形成产学研一体化的研究团队,加大对生物质资源的高效利用研究。

生产破壁麦麸粉的公司在廊坊,生物质炼制工程北京市重点实验室的多个中试基地也集中在廊坊。2016年,实验室在河北廊坊的5624平方米实验楼正式投入使用,对促进区域经济发展贡献了自己的力量,这也是实验室积极开展“京津冀协同创新”的成果。

还是以秸秆为例,实验室参与建立了全球首个
“30万吨/年秸秆炼制工业产业化”生产线,于2014年9月在吉林省松原来禾化学有限公司正式建成并试运行,实现了生物质炼制集成技术系统的成功转化,并产生经济效益。

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陈洪章表示,生物质资源化利用及相关学科是中国科学院过程工程研究所的重要研究方向之一,生物质炼制工程北京市重点实验室的相关研究工作在国内和国际上都有较大影响力。

目前,生物质炼制工程北京市重点实验室已先后与宝洁公司、江西天人集团、山东丰源集团股份有限公司、山东泽生生物科技有限公司、安徽星星轻纺集团、吉安生化集团公司、康迪恩生物集团公司、吉林石岘白麓纸业股份有限公司等30多家企业进行了有效的合作,涉及新能源、纺织、生防、医药、酶制剂等行业,技术成果转化已产生了数亿元的经济效益。

为此,生物质炼制工程北京市重点实验室主要针对生物质资源转化生物基能源、生物基材料和生物基化工产品的关键工程性共性问题,运用现代生物过程工程技术、绿色过程工程理论和方法,研究开发生物质资源高效、清洁、循环转化利用的新理论、新过程和原创性替代技术,并进行工程化技术集成。

中国科学院过程工程研究所研究员王岚的办公室有点像一个小仓库,除了必需的办公用品,看似废弃的生物物料和一箱箱成品、半成品占据了办公室大部分空间。

生物质炼制工程北京市重点实验室: 变废为宝的生物炼制术

王岚是生物质炼制工程北京市重点实验室副主任。她告诉《中国科学报》记者:“将生物质资源转化为能源、材料和产品都离不开炼制技术,这也是我们实验室的主攻方向,希望我们的技术能帮助解决更多生物质资源炼制的工程经济性问题。”

“生物质炼制技术可以将麦子皮加工成粉末状产品,使得营养更容易吸收。”王岚告诉《中国科学报》记者,她每天都在吃破壁麦麸粉,并且还四处找人试吃,希望给她提供改良意见。“目前吃起来还是有点苦涩,未来我还会进行改良。”

受此启发,这些年来,生物质炼制工程北京市重点实验室也在尝试将技术主动推向市场。

其中,针对秸秆转化利用的技术难题,实验室团队提出“选择性结构拆分—分层多级转化炼制”创造性新思路,明确了秸秆结构与转化关系的新方向,并建立了以汽爆为核心的原料组分分离炼制技术平台、新型大规模纯种固态发酵技术平台、原料酶解发酵—产物分离耦合技术平台等。

近年来,让王岚印象比较深刻的是,经常有国外企业找上门。王岚发现不同于国内企业先关注收益,国外企业先关心有没有环境问题,然后再谈价格和收益。

“通过与企业合作,我们积攒了一些经验,也发现单纯的合作有时候是一厢情愿,只有在企业有需求的时候才会找我们。”王岚表示,“我们希望能参与企业生产线建设,借此发现更多问题,并且把握合作的主动权。”

由于生物质原料结构存在不均一性,其物理、化学及发酵性能存在显著差异,因此建立高效清洁的原料组分分离技术平台是解决生物质高值化利用的关键。

生物质是自然界最丰富的含碳有机物,利用生物质开发可循环和再生的功能化产品,将为未来新一代的生物及化工产业提供通用原料。

■本报记者 沈春蕾

正如陈洪章所言,实验室需要两条腿走路,一是科技创新,二是成果落地,不仅是为了科研,还需要服务社会大众。

生物质炼制工程北京市重点实验室主任陈洪章表示:“生物炼制术是从生物物料到产品的关键,理想的生物炼制是基于原料结构、过程转化和产品特点三者的关联,面向原料、过程和产品的炼制过程。”

实验室丰富并发展了汽爆技术,它是将原料用蒸汽或其他气体介质加热至一定温度,维持一定时间,使物料空隙充满高压介质,变得柔软可塑,再突然减压喷放,体积猛增产生爆炸,无胶受热解和机械力的双重作用,其固体结构被破坏,从而实现原料的组分分离和结构变化。

作为项目主要完成者,王岚解释道,“30万吨/年秸秆炼制工业产业化生产线”走了一条秸秆全生物量分层多级循环高值利用路线,就是利用玉米秸秆半纤维素发酵生产丁醇、丙酮、乙醇,而长纤维素造纸,短纤维素及木质素生产聚醚、酚醛树脂等产品。

《中国科学报》 (2018-03-05 第6版 院所)

在王岚办公室门口不起眼处叠放着几个大箱子,里面是一盒盒她自己研发的破壁麦麸粉。王岚介绍,破壁麦麸粉的原料是麦子皮,生物原材料本身富含膳食纤维、B族维生素、钙、铁、锌、硒等营养物质,直接食用口感欠佳。

虽然实验室的炼制技术已经颇为成熟,但多年来的推广却不太乐观。王岚指出:“秸秆涉及农民的利益,我们需要创造一个模式,鼓励农民积极收秸秆,并用市场收益来说服农民。”

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