生物工艺的新平台--生物工程技术装置的工业化和优化

作者:本网编辑 发布时间:2013-10-23


Leuna市的多用途酶化设备:图片为设备局部和部分下游设备

对于生物基平台化合物的生产来说,从实验室规模到实现工业化规模放大是一个艰难的过程。利用ThyssenKrupp Uhde公司最新研发的多用途酶化设备可以成功的渡过这一难关。

在化学工业中,可再生生物质原料在生物基平台化合物的生产过程中愈发重要了。由于一些新的生物工艺技术的发展,为琥珀酸和乳酸在以葡萄糖为原料生产比以原油为原料生产在价格上带来了竞争能力。市场是广阔的,当国际上化工和制药企业的实验室稍打了一个盹,生物工程技术已经马上要进入工业化生产的门槛了。

ThyssenKrupp Uhde公司2013年1月研发成功的多用途酶化设备正是帮助生物工程公司渡过装置放大难关的有力工具。“作为一家EPC供应商,我们把工程专业知识和流程工艺知识结合在一起,能够为我们的用户提供所需的服务。” ThyssenKrupp Uhde公司生物工程技术负责人Jochen Schulze博士说道。

Schulze博士领导的团队与Uhde Inventa Fischer合作,在过去的五年里开发成功了两种生产生物基单体C3和C4的成熟工艺——生产琥珀酸的聚丁二酸丁二脂生产工艺(PBS)和生产生物基乳酸的工艺技术。生物基乳酸是生产丙烯酸或聚乳酸(PLA)的原料,也是食品和化妆品生产领域中的原材料。这是一个真正潜力巨大的市场,据统计每年约有25万t乳酸被当作稀释剂或生产聚乳酸PLA的原材料使用。据有关资料分析,2020年乳酸的消耗量将达到1500万t。生物工程技术专家对琥珀酸的生产也寄予了很高的期望,因为琥珀酸是生产聚合物、溶剂、聚氨酯和增塑剂的原材料,而塑料产品也是一个飞速发展的市场。

经济的工艺技术

ThyssenKrupp Uhde公司已经为其在Leuna市Uhde实验室研发成功的乳酸工艺申请了专利保护,因为这一工艺中的许多步骤与传统的乳酸生产工艺不同,该工艺过程中产生的硫酸钙都转化为副产品。该技术的最大优点是通过偶联产品的生产可以卖到很高的价格,因此是一种具有很高经济性的工艺技术。“我们利用氨进行中和,生产出了副产品硫酸氨,可以作为化肥使用。”Schulze先生说。

这两个专利技术引起了业界广泛的关注,但由于这一市场的波动很大,因此Schulze博士将在今后的几周和几个月内首先收集这方面的信息、积累经验,对下游技术进行优化,对实验样机成功的工艺流程按工业化生产进行放大。目前,改造后的酒石酸生产设备的酶化容积为85000L,可以实现的年产量为1500t。而工业化生产所需的产量为10万t。

工艺目前使用的是从甘蔗、甜菜以及玉米水解产生的葡萄糖作为酶化剂。Schulze先生说:“我们在实验室中对来自中国和南非的不同糖类进行了实验,以便找出可以利用的菌种。”

下游生产过程几乎满足了所有生物工程技术的要求,除了膜过滤之外,还有SMB色谱仪、离心机、离子交换、活性炭过滤器和反渗透系统等。

Leuna市的多用途酶化设备已经准备好把化工技术和生物技术结合到一起了。

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