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【荆楚网】小油籽,大能量!华科大博士创新团队有高招

作者:编辑:李镀锋 时间:2023-07-26 点击量:

荆楚网(湖北日报网)讯(通讯员 李镀锋、田博文)乌桕、油桐、蓖麻等司空见惯的植物,看似没有大价值,在专家眼里实际大有用处。华科大博士创新团队攻关10余年,让这些植物能生产生物柴油,更让人惊奇的是,在此基础上还合成了建筑消防、国防军用材料。

我国木本油料树种资源丰富,分布范围广,种子含油量在40%以上的有150多种,主要有乌桕、油桐、蓖麻、油茶等。但木本油料产业发展起步较晚,由于种植管理粗放、加工技术落后等原因,种植者挣钱不多,加工者营利很少,且产品性能无法满足消费者需求,很长时间没有取得预期经济效益。

十多年前,华中科技大学生命科学与技术学院闫云君教授带领学生在大别山野外实习过程中发现,老区有着丰富的生物质资源尤其是木本油料植物,如乌桕、油桐等。这些生物质资源无人问津,未得到有效利用,闫云君和同学们为此都感到惋惜。

为了使无人问津的木本油料资源发挥最大价值,用科技创新带动革命老区振兴。2010年2月,闫云君组建了“智油新生”团队,扎进实验室,进行科技攻关。


“我们通过对木本油料进行理化性能检测,发现木本油料富含不饱和脂肪酸酯,是合成生物柴油的优良原料。”闫云君表示,团队初步构想是尝试从这些原料中合成生物柴油。因为生物柴油因其可再生、可降解、无毒、绿色清洁、性能与石化柴油相近等特点,被认为是一种理想的石化燃料替代品,受到国际社会的广泛关注,发展前景十分广阔。

但摆在团队成员面前的首要难题是,生物柴油的化学制备工艺存在能耗高、下游工艺复杂、有污染排放等缺陷;而酶法工艺则处在起步阶段,且酶容易失活、不易回收再利用,导致成本居高;但较化学工艺,酶法工艺能耗低、反应条件温和且环境友好。为此,采用什么样的工艺路线成为核心决断,团队立足可持续发展战略,选择了绿色制造,将目光聚焦于绿色环保的生物酶法,然而催化生物柴油合成的野生脂肪酶活性受到诸多因素影响,远不能满足大规模生产生物柴油的需求。经过团队艰辛的科研攻关,共构建了三百多株表达脂肪酶的工程菌,最终筛选出十几株满足工业应用的高效工程菌,使催化效率从最初的30%提高到98%以上,突破了酶法工艺的技术瓶颈。

2013年该技术获得了产业化落地的机会,团队与江西宜春远大化工有限公司合作,升级并重构了万吨级生产示范线,实现了生物柴油作为中间产品的产业化。为进一步提升生物柴油的价值,团队通过优化聚合工艺,又制备出市场需求大的聚酰胺、聚氨酯等高值化产品,广泛应用于高端化工产品的生产,平均年盈收超3亿元,实现了生物质基高聚物的生物-化学组合合成技术的重大突破。2016年至今,团队立足多学科交叉,采用先进改性技术,再次合成了价值更高的聚氨酯基高值化产品——阻燃硬质泡沫和宽频吸波薄膜,可用于建筑消防、国防军事等的重要战略行业,应用领域得到进一步拓展。

“经过十余年的科研攻关,目前团队已具备实现木本油料向高值化产品转化的全套技术能力。”团队负责人薄广旭博士介绍,下一步团队除继续升级优化技术外,还会与相关企业进行产学研合作,以早日实现在老区建立工厂的愿景,助力老区产业振兴,带动老区人民共同致富。

 

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