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南工大采用发酵新技术生产燃料乙醇 成本降低约300元/吨

4月24日，了解到，南京工业大学国家生化工程技术研究中心应汉杰教授主持完成的基于酵母细胞集群效应的燃料乙醇生产新技术及工业化示范项目日前通过成果鉴定。该项目粮耗降低约4个百分点、 缩短生产周期20%以上、酒精度提高约0.5%、成本降低约200——300元/吨，为燃料乙醇产业化发展带来福音。目前我国依赖于微生物发酵的燃料乙醇生产存在产品浓度低、收率低、效率低等问题。

云南师范大学商学院领导召集了全校所有班级的班委 据陈勇博士介绍说，课题组主要在三方面取得了突破：设计了一种具有良好生物相容性的高吸附性固定化载体;发现了能加强生物膜形成提高耐受性的信号分子NO ;研制了一种新型多层循环式工业化规模的生物反应器。

据了解，燃料乙醇，一般是指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇。燃料乙醇是燃烧清洁的高辛烷值燃料，是可再生能源。 乙醇不仅是优良的燃料，它还是优良的燃油品改善剂。

其优良特性表现为:乙醇是燃油的增氧剂，使汽油增加内氧，充分燃烧，达到节能和环保的目的;乙醇还可以经济有效的降低芳烃、烯烃含量，即降低炼油厂的改造费用，达到新汽油标准。

燃料乙醇生产技术主要有第一代和第二代两种。第一代燃料乙醇技术是以糖质和淀粉质作物为原料生产乙醇。其工艺流程一般分为五个阶段，即液化、糖化、发酵、蒸馏、脱水。第二代燃料乙醇技术是以木质纤维素质为原料生产乙醇。与第一代技术相比，第二代燃料乙醇技术首先要进行预处理，即脱去木质素，增加原料的疏松性以增加各种酶与纤维素的接触，提高酶效率。待原料分解为可发酵糖类后，再进入发酵、蒸馏和脱水。

我国燃料乙醇的主要原料是陈化粮和木薯、甜高粱,地瓜等淀粉质或糖质非粮作物，今后研发的重点主要集中在以木质纤维素为原料的第二代燃料乙醇技术 。国家发改委已核准了广西的木薯燃料乙醇、内蒙的甜高粱燃料乙醇和山东的木糖渣燃料乙醇等非粮试点等项目，以农林废弃物等木质纤维素原料制取乙醇燃料技术也己进入年产万吨级规模的中试阶段。

针对传统发酵工艺的弊端，应汉杰教授团队建立了基于介质的细胞集群效应的催化体系，创造性地实现了高效吸附、高效传质及高效发酵的新型循环式固定化生物反应器，为燃料乙醇发酵提供了一种新发酵工艺。

采用此工艺，小试间歇式发酵和连续式发酵的生产产率分别为11.75 g/L/h和14.71 g/L/h，是目前文献报道的最高水平。据陈勇博士介绍，研究团队在2017年和2018年分别在广西中粮生物质能源有限公司进行了30吨级的中试和320吨级的工业化示范试验。试验表明，发酵周期48小时左右，发酵运行稳定性较好。相比传统生产方式，玉米和木薯淀粉利用率可提高5个百分点以上，陈化水稻淀粉利用率提高近4个百分点。

该项研究成果目前申请专达9项，建成了首条基于微生物集群效应发酵技术的4000吨级乙醇工业化示范生产线，实现了燃料乙醇的高效生产，具有显著的经济和社会效益。

最近几年，由于石油价格的波动，燃料乙醇的消费增长也在提速。中国燃料乙醇产业起步较晚，但发展迅速，燃料乙醇在中国具有广阔前景。随着国内石油需求的进一步提高，以乙醇等替代能源为代表的能源供应多元化战略已成为中国能源政策的一个方向。中国已成为世界上继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和应用国。国家发改委出台《关于促进玉米深加工业健康发展的指导意见》，要求不再建设新的以玉米为主要原料的燃料乙醇项目，并大力鼓励发展以非粮作物为原料开发燃料乙醇。燃料乙醇走向了非粮乙醇发展的道路，并得到了快速发展。

燃料乙醇拥有清洁、可再生等特点，可以降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放。未来我国燃料乙醇行业的重点是降低生产成本、减少政府补贴，为此，制定生物燃料乙醇生产过程的消耗控制规范，及产品质量技术标准，统一燃料乙醇生产消耗定额标准，包括物耗、水耗、能耗等，是降本增效的有力手段。