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農(nóng)作物秸稈原料生產(chǎn)L-乳酸和D-乳酸成套技術(shù)

L-乳酸或D-乳酸是重要的多用途精細(xì)化學(xué)品，目前最重要的用途是作為可降解塑料-聚乳酸 (Polymeric Lactic Acid, PLA) 的合成單體，但90%以上的乳酸單體都是由淀粉基或糖基原料發(fā) 酵得到。利用豐富的、可再生的玉米秸稈農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)高光學(xué)純度的L-乳酸和D-乳酸，是木質(zhì)纖維素生物煉制的重要方向。本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實施將對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q 代具有重大的提升作用，并大幅減少因秸稈焚燒帶來的霧霾等大氣污染因素。然而，高額生產(chǎn) 成本嚴(yán)重阻礙了本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。目前，秸稈乳酸的生產(chǎn)成本具體表現(xiàn)在過程的高能耗、大量廢水排放、產(chǎn)物濃度低等環(huán)節(jié)上。本項目的農(nóng)作物秸稈原料生產(chǎn)L-乳酸和D-乳酸成套技術(shù)采用華東理工大學(xué)研發(fā)的干法生物煉制技術(shù)。該技術(shù)主要包括干法稀酸預(yù)處理、固態(tài)生物脫毒、高固體含量糖化與發(fā)酵等主要工序。其中，干法稀酸預(yù)處理技術(shù)使用新型的螺帶攪拌式預(yù)處理反應(yīng)器，實現(xiàn)了過程零廢水排放，新鮮水和蒸汽用量比典型的預(yù)處理技術(shù)降低80%以上；固態(tài)生物脫毒則采用生物降解法脫除預(yù)處理原料中所含的各種有毒物質(zhì)，實現(xiàn)過程的零水耗和零能耗；高固體含量糖化與發(fā)酵技術(shù)則通過自主研發(fā)的螺帶型反應(yīng)器處理固含量達(dá)40%以上的乳酸發(fā)酵，與常規(guī)發(fā)酵反應(yīng)器相比，電耗降低80%以上。通過該成套技術(shù)可以得到不低于10% (v/v) 濃度L-乳酸或D-乳酸的發(fā) 酵液，纖維素轉(zhuǎn)化率達(dá)75%以上。本技術(shù)的實施將會大大降低纖維素乳酸單體的生產(chǎn)成本，為纖維素乳酸的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。

華東理工大學(xué) 2021-04-11

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