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苹果酸及系列衍生物绿色生产关键技术
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    TQ225.41
  • 关键词:
  • 成果简介:
    苹果酸及其衍生物是重要的功能性添加剂,包括DL-苹果酸、L-苹果酸及衍生物等产品,广泛应用于食品、医药、化工等领域,全球年需求量在10万吨以上,带动的下游产品市场规模超过百亿元。苹果酸生产高度依赖于化石原料,以化学法生产DL-混合型苹果酸为主,存在副产物多、产品品质差等技术难题,产品质量难以达到食品、医药等高端市场要求;同时传统发酵法生产L-苹果酸存在杂酸副产物多、分离成本高等原因,导致产业化困难,市场缺乏全生物基L-苹果酸产品供应。相关生产企业产品结构单一、处于产业链底端,缺乏国际竞争力。针对上述问题,该项目创建了苹果酸及其衍生物的系列绿色关键制造及应用新技术,主要发明点包括:发明了DL-苹果酸微波诱导反应强化与连续化合成装置与技术,相比传统间歇式合成方法,生产速率提高3倍以上,能耗降低70%以上;发明了聚苹果酸发酵及酸水解制备生物基L-苹果酸新工艺,苹果酸发酵产量达到180g/L以上,具有无杂酸副产物的低成本分离优势,结合顺酐反应放热-生物发酵的能量综合利用,实现了低成本的L-苹果酸发酵法生产,生产成本降低15%以上;引入了电渗析、臭氧氧化等关键单元制备提取工艺,构建高纯度苹果酸及衍生物绿色高效分离技术,实现产品收率从原工艺90%提高到98%以上,产品品质优于国际JECFA标准,大幅度降低废水、废渣排放,是一种节能微排的清洁生产工艺。该项目形成了DL-苹果酸、L-苹果酸、聚苹果酸盐、富马酸等系列产品的绿色制造技术,已在安徽雪郎生物科技有限公司推广应用,使企业成为国内最大的苹果酸专业生产商和全球主要出口供应商;项目推广三年来,累计新增产值近5.22亿元,新增毛利9673万元,上缴税金983万元,实现出口创汇3360万美元,产生了显著经济效益。苹果酸系列产品品质优良,通过国际BRC英国零售商协会等多家机构认证,并获得安徽省名牌产品称号。该项目得到国家863计划、国家自然科学基金等科技计划资助,共申请发明专利25项,授权发明专利13项,形成了覆盖苹果酸制造新工艺、装备、衍生物应用等关键技术的核心专利群。已在多个国内外重要刊物(Biotechnology and Bioengineering,Microbial Cell Factories等)发表论文18篇,该项目发明的技术和方法,对有机酸行业技术进步、节能减排起到重要推动作用。
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