農作物秸稈原料生產L-乳酸和D-乳酸成套技術
L-乳酸或D-乳酸是重要的多用途精細化學品,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 酵得到。利用豐富的、可再生的玉米秸稈農作物秸稈生產高光學純度的L-乳酸和D-乳酸,是木 質纖維素生物煉制的重要方向。本技術的產業化實施將對傳統農業的可持續發展和產業更新換 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 成本嚴重阻礙了本技術的產業化進程。目前,秸稈乳酸的生產成本具體表現在過程的高能耗、 大量廢水排放、產物濃度低等環節上。 本項目的農作物秸稈原料生產L-乳酸和D-乳酸成套技術采用華東理工大學研發的干法生物 煉制技術。該技術主要包括干法稀酸預處理、固態生物脫毒、高固體含量糖化與發酵等主要工 序。其中,干法稀酸預處理技術使用新型的螺帶攪拌式預處理反應器,實現了過程零廢水排 放,新鮮水和蒸汽用量比典型的預處理技術降低80%以上;固態生物脫毒則采用生物降解法脫 除預處理原料中所含的各種有毒物質,實現過程的零水耗和零能耗;高固體含量糖化與發酵 技術則通過自主研發的螺帶型反應器處理固含量達40%以上的乳酸發酵,與常規發酵反應器相 比,電耗降低80%以上。通過該成套技術可以得到不低于10% (v/v) 濃度L-乳酸或D-乳酸的發 酵液,纖維素轉化率達75%以上。本技術的實施將會大大降低纖維素乳酸單體的生產成本,為 纖維素乳酸的產業化奠定基礎。
華東理工大學
2021-04-11