由农业废弃物生产的纤维素乙醇 – Think ahead, think sunliquid
石化资源的缺乏、能源安全、气候变化及环境保护 – 这些能源方面的问题今天都与我们息息相关。必须找到替代能源，以降低我们对石油的依赖，而其重要性在道路运输部门最为明显。为促进环保型生物燃料的使用，欧盟、美国和其它主要的经济体的政治家已经构建了基本框架。
现今一段时间以来，许多公司对从可再生木质纤维素资源（如农业废弃物）中生产乙醇产生了兴趣。这些资源与粮食和饲料作物生产不存在竞争，但在全球范围内，作为现有农业生产的副产品，资源如谷物秸秆数量相当充足。
将农业废弃物转化成环保型生物燃料的工艺需要在技术和经济上创新高效，科莱恩开发的 sunliquid® 工艺可满足其所有要求。运用流程现场集成产酶，优化酵素，纤维素和半纤维素同釜转化及高能效的流程设计技术，可克服技术挑战并 大幅降低生产成本，从而达到商业可行性。
从 2009 年开始，科莱恩就在慕尼黑研究中心成功地运营着第一个小试工厂。这个小试工厂每年能够生产 2 吨的乙醇。2012 年 7 月，德国迄今为止最大的工厂在施特劳宾投入运营–，这是一个乙醇年生产量高达 1,000 吨的示范工厂。
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Cellulosic ethanol from agricultural residues - Think ahead, think sunliquid
由农业废弃物生产的纤维素乙醇 – 使用 sunliquid，先人一步
我们通过综合及自产酶，提供综合性的纤维素乙醇解决方案。我们的目标是开发一个成本最低、产出较高的工艺。至此，我们已经把我们的专利工艺和先进的技术结合起来，以从众公司中脱颖而出。
不同种类的原料在进行预处理、酶水解和发酵之后转化成纤维素乙醇。我们的综合酶生产将实现工艺成本最小化。
sunliquid® 工艺
的优势sunliquid® 工艺
- 利用环保先进的技术对流程进行整合
- 通过综合的现场酶生产降低酶成本
- 将 C5 和 C6 糖通过同釜同时发酵成乙醇
- 节能与节水工艺
- 源于副产品的能源生产
- 灵活适用于不同的木质纤维素原料
预处理
不含化学品的预处理降低了生产和投资成本。同时，也将环境、健康及安全风险最小化。
酶生产
预处理原料的一小部分用于酶生产，这是该工艺不可分割的一部分，并在乙醇工厂现场进行。这对整个工艺的经济效能做出了重要贡献，较大地降低了生产成本，并保证不受供应短缺和价格波动的影响。
酶水解
订制的酶混合物将纤维素和半纤维素链水解，形成糖单体。该步骤也称为糖化。基于原料和工艺参数对酶进行高度优化，从而在最佳条件下最大化产出并缩短反应时间。
催化
sunliquid® 工艺利用优化微生物提供高效催化，从而将乙醇产量最大化。高度优化的一锅法系统能将 C5 和 C6 糖同时转化为乙醇，而传统工艺只能转化 C6 糖，其生产的乙醇比传统工艺高出多达的 50%。
产品净化
与传统馏分相比，创新和高度节能净化方法将能源需求降低多达 50%。基于全面的工艺规划和能源整合，该工艺完全达到了能源自给自足。
Advantages of the sunliquid® process
- Integrated process with climate-friendly, state-of-the-art technology
- Low enzyme costs thanks to integrated, on-site enzyme production
- Simultaneous one-pot fermentation of C5 and C6 sugars to ethanol
- Energy and water-efficient process
- Generation of process energy from by-products
- Flexible for different lignocellulosic feedstock
The sunliquid® process
Pre-treatment
Chemical-free pre-treatment lowers production and investment costs. At the same time, environmental, health and safety risks are minimized.
Enzyme production
A small percentage of the pre-treated feedstock is used for enzyme production, which is an integrated part of the process and takes place on-site at the ethanol plant. This makes a major contribution to the economic efficiency of the overall process, resulting in a significant reduction in production costs and ensuring independence from supply shortages and price volatility.
Enzymatic hydrolysis
A bespoke enzyme mixture hydrolyses cellulose and hemicellulose chains to form sugar monomers. This step is also termed saccharification. The enzymes are highly optimized based on feedstock and process parameters, resulting in maximum yields and short reaction times under optimal conditions.
Fermentation
Using optimized microorganisms, the sunliquid® process provides for efficient fermentation, giving rise to maximum ethanol yields. This highly-optimized, one-pot system simultaneously converts both C5 and C6 sugars to ethanol, delivering up to 50% more ethanol than conventional processes which convert only C6 sugars.
Product purification
The innovative and highly energy saving purification method reduces energy demand by up to 50% compared with conventional distillation. It is based on thorough process planning and energy integration, resulting in an entirely energy self-sufficient process.
由农业废弃物生产的纤维素乙醇 – 使用 sunliquid，先人一步
未来新能源的原料 – 农业木质纤维素废弃物
木质纤维素是我们 sunliquid® 工艺的原料。木质纤维素为植物细胞壁提供结构支持，这些植物来源于林业和农业。它的稳定结构由纤维素、半纤维素和木质纤维素构成，植物的种类不同，具体的结构也不同。我们能够在很短的时间内，根据不同种类的原料调整 sunliquid ® 工艺，原料包括谷类秸秆、玉米秸秆、甘蔗渣或能源作物，如芒草和柳枝稷。我们已经在位于施特劳宾的示范工厂加工小麦秸秆、玉米秸秆和甘蔗渣，效果良好。我们在实验工厂和实验室对其它大量木质纤维素原料进行了检测。
木质纤维素原料的可用性
美国、亚洲和欧盟是农业副产品的最大产地，这些副产品包括稻草、玉米秸秆和谷类作物秸秆等。多余的秸秆为纤维素乙醇的生产提供了完美的原料，对粮食或动物饲料的生产不构成竞争。基于这些种类的原料生产生物乙醇无需额外的田地，因为它们是现有的水稻、玉米和谷类在生产过程中产生的副产品。
仅仅欧盟每年作为农业副产品所生产的谷类秸秆就有大约 2.4 亿吨。现在只有一小部分的秸秆被利用。研究表明，多达 60% 的秸秆可从田地里收割并保存，用于未来的生产。通过处理这么多的秸秆，预计在 2020 年，欧盟大约 25% 的石油需求可由纤维素乙醇取代，而这仅仅是处理了多余的秸秆。这意味着纤维素乙醇在欧洲通往可持续和环保的道路上可以起到关键作用。
在美国，玉米秸秆是可转化为纤维素乙醇的主要废弃物，第二种最重要的原料是谷类秸秆。根据美国能源部发布的“十亿吨报告”估算，可用于可持续方案的玉米秸秆和谷类秸秆的总量为 1.9 亿到 2.9 亿吨。巴西很多年之前就已经使用甘蔗生产生物乙醇，预计 2011-2012 年度收割的甘蔗总量为 5.45 亿吨，之后将会产生大约 7,300 万吨甘蔗渣。即使扣除从现有作物中生成能源所耗费的能源量，大约还能额外生产 1,100 万吨纤维素乙醇。这大约相当于巴西现在乙醇生产量的 50%
通过将先进转化技术和可再生资源相结合，重新分配耕地用于种植牧草并启用闲置农田，中长期内使用纤维素乙醇取代矿物燃料是有可能的。
sunliquid® 原料
- 谷类秸秆（小麦、大麦……）
- 玉米秸秆
- 甘蔗渣（来源于甘蔗）
- 芒属植物
- 稻草
由农业废弃物生产的纤维素乙醇 – Think ahead, think sunliquid
我们承担责任
使用以再生资源为基础的 生物燃料的原因之一是为了降低温室效应大气排放。
纤维素乙醇是一种新型低碳能源。它由可再生木质纤维素残渣制成，木质纤维素残渣也包含木质素，尽管这种材料不能转化成乙醇，但是它能为过程制造提供能量。与玉米或小麦制成的乙醇相比，由我们生物技术 sunliquid® 工艺制成的纤维素乙醇可以极大改善二氧化碳排放状况，有助于降低温室效应。与传统能源相比，Sunliquid® 生物乙醇减少了将近 95% 的温室气体大气排放。
此外，我们的 Sunliquid® 工艺避免了与粮食和饲料作物种植相竞争。仅使用了在粮食和动物饲料产品生产过程中产生的废弃物。因此在使用 sunliquid® 工艺的情况下，没有粮食与能源相竞争。
还有，纤维素乙醇的生产使得农民收入多样化，为农村地区产生了新的绿色工作岗位。
由农业废弃物生产的纤维素乙醇 – Think ahead, think sunliquid
商业化前进道路
Sunliquid® 工艺从 2009 年年初就在我们位于慕尼黑研究中心的试验工场里成功运行。2010 年 7 月，我们更进一步并决定在慕尼黑附近的施特劳宾建设德国迄今为止最大的纤维素乙醇工厂。工厂在 2012 年 7 月投入运营。它确认了 sunliquid® 技术的可行性。
整个项目的总费用大约为 2,800 万欧元，资本支出为 1,600 万欧元左右，配套研究项目投资总计低于 1,200 万欧元。巴伐利亚州政府和德国联邦教育与研究部 (BMBF) 为这些项目以及与此项目相关的其它研究任务各提供了大约 500 万欧元的支持。
我们决定投资一个示范工厂标志着 sunliquid® 工艺的商业化又迈出了重要一步，市场终于启动了一种以生产低碳能源的可持续工艺。
工厂占地面积大约为 60 x 30 m，每年生产的生物乙醇达 1,000 吨。起初，主要原料 是谷类秸秆，每年处理的原料大约为 4,500 吨。2013 年夏天，我们开始将玉米秸秆和甘蔗渣转化成生物乙醇，确认了该技术可在全球使用的可能性。
示范工厂有必要在生产规模上证实新工艺的高效性能。施特劳宾工厂主要用于证实 sunliquid® 工艺，并在开发其它基于可再生资源的工艺的市场成熟期过程中，也将起到重要作用。工厂也为投资人和后续生产工厂经营者所雇佣的员工建设了培训设施。
由农业废弃物生产的纤维素乙醇 – Think ahead, think sunliquid
我们的客户
sunliquid® 工艺是为对总包式工艺的一站式许可感兴趣的客户准备的，用于生产经济型纤维素乙醇。这不仅限于生产工厂的定制概念。我们也供应生产工厂高性价比运营所需的各种产品，例如包括用于生产酶和乙醇的发酵剂，以及用于高能效乙醇分离的专门技术等。
我们和客户一起计划项目并开展商业评估。我们与客户合作制定概念，以保证原材料的供应，同时还制定产品销售战略。我们推荐与我们合作多年的合作伙伴，他们在工厂工程和建设方面有丰富经验。在客户自行生产之前，我们在示范生产工厂中向他们提供训练设施，以对他们进行培训。我们拥有经验丰富的工艺专家团队为客户提供咨询服务。以我们的 Sunliquid® 平台为基础，我们也从事定制解决方案的联合开发，根据个性化需求对工艺进行修改。
以原料特种酶为基础，sunliquid® 工艺
- 在对不同原材料的灵活使用上经验丰富
- 高产出
- 自给自足型能源生产 – 无需石化能源
- 较低的投资和生产成本 – 使其能与第一代生物乙醇相竞争
sunliquid® 执照经营范围包括：
- sunliquid® 科技
- 用于综合酶生产的发酵剂
- 用于乙醇生产的发酵剂
