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

通常，從生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)燃料級化學(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，倫敦帝國理工學(xué)院(Imperial College London，ICL)的研究人員與英國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，且無需進行相變。由于萃取劑(一種基于2-乙基-1-己醇的有機溶劑)的熱容大約是水的一半，沸點比丁醇高，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，該項目的主要作者、ICL教授Andrew Livingston補充稱，由于此膜可將丁醇從水中快速萃取到有機溶劑中，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)率并實現(xiàn)更簡單的連續(xù)操作。膜萃取工藝已在實驗室的2 L反應(yīng)器上進行了驗證，該團隊目前正在進行膜產(chǎn)品的放大，并研究生物淤積對系統(tǒng)的影響。