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日本開發乙醇膜法提濃新技術


為了從發酵液中生產接近100%純度的乙醇，常規工藝采用二步蒸餾法操作，該操作占總能量需求近55% 。因此，改進濃縮步驟是降低生產生物乙醇成本的關鍵 。
日本東京大學化學系統工程系與日本食品研究院、日本農業與食品研究組織合作，開發了新的阻隔膜法技術 。
【日本開發乙醇膜法提濃新技術】該阻隔膜的制作，是將聚合物——聚－正－異－丙基丙烯酰胺－共－正－異丙基甲基丙烯酰胺(poly-NIPAM-co-NIPMAM)（在聚合物中含有60摩爾% NIPMAM），通過等離子填充聚合技術，將其組合到多孔聚乙烯基質膜上 。乙醇通過該阻隔膜的流量主要取決于濃度，該膜好似一個機械閥門，當進料中的乙醇濃度高于約8%時，乙醇通過膜的流量高，但如果濃度低于8%則流量為零 。這一表現是由于聚合物的膨脹或收縮而引起，膨脹或收縮使膜上的孔打開或關閉 。當發酵液中的乙醇濃度高于8%~10%時，發酵就被減速，阻隔膜就在濃度太高之前，用于快速除去乙醇產品 。
研究人員將該阻隔膜（用于去除產品乙醇，以保持最佳發酵速率）與沸石型全蒸發膜（將產品物流濃縮至80%）組合起來，然后再采用下游脫水膜將乙醇濃縮至超過99.5% 。預計這一組合膜工藝消耗的能量為蒸餾所需能量的1/3左右，用此工藝可連續生產純乙醇 。
目前，該阻隔膜已經組裝并經使用驗證 。下一步是在發酵裝量中驗證整個的連續濃縮過程 。