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        倫敦帝國(guó)理工學(xué)院開發(fā)膜萃取技術(shù)提高生物燃料產(chǎn)量

        2021-01-15 14:27:43張偉清
        石油煉制與化工 2021年5期
        關(guān)鍵詞:丁醇有機(jī)溶劑理工學(xué)院

        通常,從生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)燃料級(jí)化學(xué)品(例如丁醇)的工藝存在間歇過程產(chǎn)率低和能源成本高的問題。目前,倫敦帝國(guó)理工學(xué)院(Imperial College London,ICL)的研究人員與英國(guó)BP公司合作,示范了一種新的膜萃取生物燃料工藝,幫助克服上述問題。據(jù)報(bào)道,該工藝的能耗降低了25%,產(chǎn)率提高了10倍。

        據(jù)參與該研究的ICL研究人員Ji Jionon Kim介紹,在典型生物質(zhì)發(fā)酵過程中生成的丁醇含水,必須通過非均相蒸餾(需要高能耗進(jìn)行相變)或分批次液-液萃取才能除去,新的膜萃取工藝可以使用具有高分配系數(shù)的萃取劑,從發(fā)酵液中萃取出生物燃料,通過膜獲得高回收率,且無需進(jìn)行相變。由于萃取劑(一種基于2-乙基-1-己醇的有機(jī)溶劑)的熱容大約是水的一半,沸點(diǎn)比丁醇高,不需要蒸發(fā)水或萃取劑,分離過程的能耗要少得多。這種超薄復(fù)合膜對(duì)丁醇具有高選擇性,可以阻止水和萃取劑的傳輸。由于萃取劑可快速回收且回收能力高,操作該系統(tǒng)所需的萃取劑與發(fā)酵液的體積比非常小,避免了發(fā)酵微生物潛在的毒性問題。

        此外,該項(xiàng)目的主要作者、ICL教授Andrew Livingston補(bǔ)充稱,由于此膜可將丁醇從水中快速萃取到有機(jī)溶劑中,因此發(fā)酵罐中的丁醇含量可保持較低水平,微生物可以保持更高的活性,可提高生產(chǎn)率并實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單的連續(xù)操作。膜萃取工藝已在實(shí)驗(yàn)室的2 L反應(yīng)器上進(jìn)行了驗(yàn)證,該團(tuán)隊(duì)目前正在進(jìn)行膜產(chǎn)品的放大,并研究生物淤積對(duì)系統(tǒng)的影響。

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