山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)、微生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任曲音波教授牽頭完成的玉米芯廢渣制備纖維素乙醇技術(shù)與應(yīng)用項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了原料充分利用、產(chǎn)品價(jià)值最大化和土地利用效率最大化，使纖維素乙醇生產(chǎn)成本接近了糧食乙醇。
曲音波介紹，通過(guò)引入生物煉制概念，在預(yù)處理階段將玉米芯中纖維素、半纖維素、木素相互束縛的堅(jiān)固結(jié)構(gòu)變松散，并將半纖維素部分轉(zhuǎn)化為低聚木糖、木糖醇等高附加值產(chǎn)品，避開(kāi)了生物質(zhì)資源中的半纖維素部分轉(zhuǎn)化乙醇效率低的難題。以木糖渣作為主要培養(yǎng)基成分就地生產(chǎn)出的粗纖維素酶發(fā)酵液，避開(kāi)了之前酶制劑的加工、運(yùn)輸環(huán)節(jié)，大幅度降低了纖維素乙醇生產(chǎn)的用酶成本。剩余的纖維素木糖渣不但可以生產(chǎn)乙醇等較高值的化工產(chǎn)品，其殘?jiān)€可以制成木素產(chǎn)品，發(fā)酵廢液還可以生產(chǎn)沼氣發(fā)電，形成了多元化的合理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，可謂是“吃干榨盡”。
此外，曲音波等人通過(guò)采用基因組重組、pH分段控制等技術(shù)，克服了木糖渣作為新工業(yè)原料帶來(lái)的培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分欠缺、產(chǎn)品乙醇濃度低等一系列技術(shù)難題，集成發(fā)明了成套生產(chǎn)工藝技術(shù)。
基因組重組技術(shù)是用原生質(zhì)體融合—重組方法，將不同突變株的有利突變重組起來(lái)而刪除有害突變的新技術(shù)，用于改進(jìn)菌株生產(chǎn)性能;pH分段控制則是根據(jù)菌株在不同生長(zhǎng)階段的環(huán)境要求不同，來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提高產(chǎn)酶水平。目前，使用該技術(shù)的纖維素乙醇生產(chǎn)成本已接近糧食乙醇。
基因組重組技術(shù)曾獲2011年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。在該技術(shù)基礎(chǔ)上，山東龍力公司率先在國(guó)際上建成了3000噸/年玉米芯纖維素乙醇的中試裝置和萬(wàn)噸級(jí)示范裝置，5萬(wàn)噸/年纖維燃料乙醇項(xiàng)目也于近日獲得了國(guó)家發(fā)展改革委核準(zhǔn)。
曲音波表示，他最終的目標(biāo)是希望能夠?qū)崿F(xiàn)生物質(zhì)原料(淀粉、糖類、纖維素、木素等)的全部利用，產(chǎn)品(燃料、大宗化學(xué)品和精細(xì)化學(xué)品、藥品、飼料、塑料等)的多元化，形成生物質(zhì)煉制巨型行業(yè)，部分替代不可再生的一次性礦產(chǎn)資源。
