Лаборатория ЗАВКОМ-ИНЖИНИРИНГ завершила комплексную работу по биотехнологической переработке сульфитного щелока в биоэтанол.
Сульфитный щёлок — это многотоннажный жидкий отход варки целлюлозы на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП). Его промышленная переработка в этиловый спирт одновременно решает задачи экологичной утилизации отходов и получения ценного продукта.
СТАДИИ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАБОТЫ
- Подбор и адаптация микроорганизмов
Для микробиологического сбраживания были отобраны три штамма дрожжей с различной субстратной специфичностью. Такой подход обеспечил переработку всего спектра углеводов, присутствующих в щёлоке, включая гексозные и пентозные сахара.
Ключевым этапом стала адаптация штаммов к условиям сульфитного щёлока, существенно отличающимся от стандартных лабораторных сред и содержащим ряд ингибиторов:
- лигносульфонаты
- органические кислоты
- соединения серы
- фурфуролы
- 5-гидроксиметилфурфурол
Для преодоления этого барьера применялась методология эволюционной ступенчатой инженерии: штаммы поэтапно культивировались в средах с возрастающей долей щёлока, постепенно вырабатывая устойчивость к ингибиторам. В результате были получены уникальные адаптированные культуры, способные эффективно работать в условиях неразбавленного субстрата.
- Сбраживание и получение дистиллятов
Адаптированные штаммы использовались для сбраживания сульфитного щёлока в лабораторных условиях. По завершении ферментации из полученных бражек были получены дистилляты, прошедшие комплексный аналитический анализ. Оценивались выход этанола, степень утилизации редуцирующих веществ и эффективность процесса.
- Технико-экономическая оценка (ТЭО)
На основании полученных экспериментальных данных рассчитаны удельные расходы основного и вспомогательного сырья, а также энергетических ресурсов в пересчёте на одну тонну этилового спирта. Полученные показатели служат основой для оценки целесообразности промышленного масштабирования процесса.
ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Лабораторные исследования подтверждают высокую эффективность получения этанола из сульфитного щёлока с использованием адаптированных дрожжевых культур. Результаты оформлены в отчёте для Заказчика и могут служить основой для проведения опытно-промышленных испытаний на предприятиях ЦБП.
