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这个“863”项目很神奇一剂酶将秸秆变废为宝

 新用户1182rNZ4 2022-02-25
    □青岛日报/青报网记者 王 萌 通讯员 于宁峰
    除了被烧掉,被加工成工艺品,秸秆、玉米芯这类“农业废弃物”还有什么用途?
    记者近日在崂山区蔚蓝生物科技公司采访时了解到,该公司的“木质纤维素生物转糖及新材料制造示范关键技术与产业化装备示范工程”项目,已被列入我市首批社会发展领域自主创新重大专项,而该项目的研究重点就是如何将这些农业废弃物变成酒精、可降解塑料等高附加值产品并实现产业化。
农业废弃物变可降解塑料
    早在几年前,国家科技部把“木质纤维素生物糖化关键技术”列为“十二五”国家高新技术研究发展的攻关计划。2011年,蔚蓝生物公司承接了国家863计划的一个课题,这个课题就是研究怎么把木质纤维素通过生物技术转化成糖。
    “所谓的木质纤维素便是把我们常见的秸秆、玉米芯等物质通过化学处理、机械法加工得到的有机絮状纤维物质。”公司技术负责人王华明博士告诉记者,“秸秆中含有六碳糖、五碳糖等复合型糖,把这种糖转化成单糖后将产生非常广泛的用途,它可以再转化成氨基酸、可降解塑料的原材料、酒精等化工产品。”
    据了解,在我市确定的重大项目中,玉米芯、秸秆将被重点转化成酒精及可降解塑料原材料这两种产品。王博士介绍,虽然单糖可以从淀粉中提取,但因我国对粮食的使用有着严格的限制,所以业内都在积极研究用农业废弃物取代淀粉,转化成糖。目前使用的可降解塑料原材料主要是从石油基中提取,而从可再生的生物质中提取原材料与使用不可再生的石油基相比,更为生态环保,过程也更为简单。
    把秸秆变成可降解塑料原材料等产品需分三步走。一是把秸秆、玉米芯进行预处理,在高压、高温、高酸、高碱的条件下,把秸秆打碎;第二步是处理产生的木质纤维素里的复合型糖,通过酶制剂转化成单糖,这叫糖化过程;第三步是把单糖再转化成可降解塑料原材料,酒精、饲料酶、工业酶等高附加值产品。在这一“华丽变身”的过程中,最关键的物质是把复合型糖转化成单糖的酶制剂,这也是蔚蓝生物重点攻坚的课题。
突破酶制剂生产瓶颈
    “我国生产酶制剂能力较弱,国内的每个发酵罐只能生产5吨左右酶制剂,但国外企业却可以生产20吨,一直垄断着这种糖化酶制剂市场。”王华明说,目前我们在把秸秆转化成酒精的过程中,酶制剂耗费的成本就占到总成本的四分之一。“通过863课题研究,我们可以做到每个发酵罐有10吨到20吨左右的酶制剂生产能力,未来有望赶超国外同类公司。”
    另外,秸秆、玉米芯的回收成本太高也是制约我国农业废弃物再利用的重要原因。“2000年左右,收一吨秸秆才30多块钱,现在已经涨到300多了。”王博士为记者算了一笔账,酒精的生产成本低于4000块钱企业才能盈利,而生产一吨酒精需要三吨秸秆,处理一吨秸秆需要花费300块钱,这样算下来,光在秸秆回收和处理上,一吨酒精就需要耗费将近2000块钱。而以淀粉为原料生产的酒精成本全部加起来才2800块钱。不过蔚蓝生物目前已经找到一条降低成本的有效路径。“我们先在秸秆中提取木糖醇,这样秸秆回收和处理的成本就转移到木糖醇产业链条中,生产酒精的成本就大大降低了。再加上国家对木质纤维素转化成酒精项目的补贴,企业的成本压力就小多了。”
    王华明介绍说,在上述农业废弃物变身的三个过程中,都需要用到专业的大型设备。青岛市的重大专项便是在突破生产高效低成本纤维素酶制造关键技术的基础上,延伸该产业链,以实现以秸秆和农业低劣质废弃物的高效、高值综合循环利用,并完成产品开发的成套装备集成与示范工程,形成国内首条木质纤维素生物转糖及新材料产业化的生产示范线。该项目计划三年内完成,预计将达到年处理秸秆35万吨以上。 

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