伦敦帝国理工学院开发膜萃取技术提高生物燃料产量

通常，从生物质发酵生产燃料级化学品(例如丁醇)的工艺存在间歇过程产率低和能源成本高的问题。目前，伦敦帝国理工学院(Imperial College London，ICL)的研究人员与英国BP公司合作，示范了一种新的膜萃取生物燃料工艺，帮助克服上述问题。据报道，该工艺的能耗降低了25%，产率提高了10倍。

据参与该研究的ICL研究人员Ji Jionon Kim介绍，在典型生物质发酵过程中生成的丁醇含水，必须通过非均相蒸馏(需要高能耗进行相变)或分批次液-液萃取才能除去，新的膜萃取工艺可以使用具有高分配系数的萃取剂，从发酵液中萃取出生物燃料，通过膜获得高回收率，且无需进行相变。由于萃取剂(一种基于2-乙基-1-己醇的有机溶剂)的热容大约是水的一半，沸点比丁醇高，不需要蒸发水或萃取剂，分离过程的能耗要少得多。这种超薄复合膜对丁醇具有高选择性，可以阻止水和萃取剂的传输。由于萃取剂可快速回收且回收能力高，操作该系统所需的萃取剂与发酵液的体积比非常小，避免了发酵微生物潜在的毒性问题。

此外，该项目的主要作者、ICL教授Andrew Livingston补充称，由于此膜可将丁醇从水中快速萃取到有机溶剂中，因此发酵罐中的丁醇含量可保持较低水平，微生物可以保持更高的活性，可提高生产率并实现更简单的连续操作。膜萃取工艺已在实验室的2 L反应器上进行了验证，该团队目前正在进行膜产品的放大，并研究生物淤积对系统的影响。