為了從發(fā)酵液中生產(chǎn)接近100%純度的乙醇,常規(guī)工藝采用二步蒸餾法操作,該操作占總能量需求近55%。因此,改進(jìn)濃縮步驟是降低生產(chǎn)生物乙醇成本的關(guān)鍵。
日本東京大學(xué)化學(xué)系統(tǒng)工程系與日本食品研究院、日本農(nóng)業(yè)與食品研究組織合作,開發(fā)了新的阻隔膜嘸際酢
該阻隔膜的制作,是將聚合物――聚-正-異-丙基丙烯酰胺-共-正-異丙基甲基丙烯酰胺(poly-NIPAM-co-NIPMAM)(在聚合物中含有60摩爾% NIPMAM),通過等離子填充聚合技術(shù),將其組合到多孔聚乙烯基質(zhì)膜上。乙醇通過該阻隔膜的流量主要取決于濃度,該膜好似一個(gè)機(jī)械閥門,當(dāng)進(jìn)料中的乙醇濃度高于約8%時(shí),乙醇通過膜的流量高,但如果濃度低于8%則流量為零。這一表現(xiàn)是由于聚合物的膨脹或收縮而引起,膨脹或收縮使膜上的孔打開或關(guān)閉。當(dāng)發(fā)酵液中的乙醇濃度高于8%~10%時(shí),發(fā)酵就被減速,阻隔膜就在濃度太高之前,用于快ǔ去乙醇產(chǎn)品。
研究人員將該阻隔膜(用于去除產(chǎn)品乙醇,以保持最佳發(fā)酵速率)與沸石型全蒸發(fā)膜(將產(chǎn)品物流濃縮至80%)組合起來,然后再采用下游脫水膜將乙醇濃縮至超過99.5%。預(yù)計(jì)這一組合膜工藝消耗的能量為蒸餾所需能量的1/3左右,用此工藝可連續(xù)生產(chǎn)純乙醇。
目前,該阻隔膜已經(jīng)組裝并經(jīng)使用驗(yàn)證。下一步是在發(fā)酵裝量中驗(yàn)證整個(gè)的連續(xù)濃縮過程。
文章來自:中國食品添加劑應(yīng)用網(wǎng)