針對當前植物油脂轉化生物柴油技術存在催化劑難回收、消耗高和“三廢”排放污染環(huán)境等問題,圍繞植物油脂綠色轉化前沿關鍵技術開展創(chuàng)新研究,重點突破生物柴油磁性納米固體催化劑、固定化酶催化劑的創(chuàng)制、原料廣適的連續(xù)化清潔生產(chǎn)技術、轉化產(chǎn)物高效分離聯(lián)產(chǎn)VE和甾醇的綜合利用等關鍵技術,為實現(xiàn)植物油脂的高效轉化利用提供技術支撐。
“十一五”期間,課題總體執(zhí)行情況良好。構建了3株生物柴油專用脂肪酶高效基因工程菌,發(fā)酵酶活>7000IU/mL;獲得兼容性好、易回收的固定化酶催化劑5種,使用半衰期超過3000小時;開發(fā)出生物柴油磁性納米固體催化劑4種,催化劑粒徑40~900nm、使用時間≥1800小時、催化活性≥96%、活性成分回收率≥90%;開發(fā)出2項原料廣適性的生物柴油綠色生產(chǎn)集成技術,實現(xiàn)了生物柴油磁性納米固體催化、復合酶催化連續(xù)化清潔生產(chǎn),生物柴油得率>98%,產(chǎn)品質量達到ASTM D6751標準要求;形成了生物柴油聯(lián)產(chǎn)天然維生素E、甾醇技術路線,在該工藝條件下,所得天然維生素E的純度為65%以上,得率70%以上,甾醇純度90%以上,得率大于80%;并建成2000噸/年油脂原料的固體催化生產(chǎn)生物柴油聯(lián)產(chǎn)VE、甾醇中試示范線。與現(xiàn)有生物柴油技術相比,生產(chǎn)成本降低約41%。發(fā)表論文68篇,其中SCI/EI論文34篇,申請專利37項,其中已獲授權專利7項,鑒定成果2項。制訂光皮樹油技術規(guī)程1項,出版《生物柴油制造技術》一部。培養(yǎng)研究生51名。“以脂肪酶為催化劑的化學品綠色合成工藝”獲得國家技術發(fā)明二等獎,該成果成功實現(xiàn)了脂肪酶的低成本化,可減少污水排放70%以上,技術水平達國際先進。
通過課題實施,顯著提高了生物柴油技術水平,顯著降低能耗30%以上,減少污水排放70%以上,生產(chǎn)成本降低40%以上,相關成果已在湖南海納百川、天門華成生物科技有限公司、北京凱泰新世紀生物工程有限公司和上海綠銘環(huán)??萍加邢薰镜绕髽I(yè)成功應用示范,已取得直接經(jīng)濟效益5200萬元,預計未來3-5年的技術推廣,將產(chǎn)生經(jīng)濟效益2億元以上,帶動農(nóng)民多種植油料作物70萬hm2,從而推動農(nóng)民就業(yè)與收入增加。