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日本开发乙醇的膜法提浓新技术
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为了从发酵液中生产接近100%纯度的乙醇，常规工艺采用二步蒸馏法操作，该操作占总能量需求近55%。因此，改进浓缩步骤是降低生产生物乙醇成本的关键。 日本东京大学化学系统工程系与日本食品研究院、日本农业与食品研究组织合作，开发了新的阻隔膜法技术。 该阻隔膜的制作，是将聚合物--聚-正-异丙基丙烯酰胺-共-正-异丙基甲基丙烯酰胺(poly-NIPAM-co-NIPMAM)（在聚合物中含有60摩尔% NIPMAM），通过等离子填充聚合技术，将其组合到多孔聚乙烯基质膜上。乙醇通过该阻隔膜的流量主要取决于浓度，该膜好似一个机械阀门，当进料中的乙醇浓度高于约8%时，乙醇通过膜的流量高，但如果浓度低于8%则流量为零。这一表现是由于聚合物的膨胀或收缩而引起，膨胀或收缩使膜上的孔打开或关闭。当发酵液中的乙醇浓度高于8%~10%时，发酵就被减速，阻隔膜就在浓度太高之前，用于快速除去乙醇产品。 研究人员将该阻隔膜（用于去除产品乙醇，以保持最佳发酵速率）与沸石型全蒸发膜（将产品物流浓缩至80%）组合起来。然后，再采用下游脱水膜将乙醇浓缩至超过99.5%。预计这一组合膜工艺消耗的能量为蒸馏所需能量的1/3左右，用此工艺可连续地生产纯乙醇。 目前，该阻隔膜已经组装并经使用验证。下一步是在发酵装量中验证整个的连续浓缩过程。 |
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