使用果糖,酸和二氧化碳进行工业规模的聚基酸盐生产过程建模:评估碳来源和经济可行性
Burcu Akkoyunlu1, Charlotte Gabarre2, Sorcha Daly3
1School of Chemical and Bioprocess Engineering, University College Dublin, Belfield, Dublin 4, Ireland; BiOrbic Bioeconomy SFI Research Centre, University College Dublin, Dublin, Ireland.
Bioresource technology
|December 1, 2023
概括
使用不同的碳来源,分析了聚基酸盐 (PHB) 生产成本. 果糖提供了最低的平衡价格,但酸和二氧化碳提供了可持续的生物塑料替代品.
科学领域:
- 生物技术和生物化学工程 生物技术和生物化学工程
- 聚合物科学 聚合物科学
- 可持续的材料 可持续的材料
背景情况:
- 聚乙酸 (PHB) 是一种可生物降解的聚合物,有可能取代基于石油的塑料.
- 目前,高昂的生产成本限制了PHB的商业化.
- 开发具有成本效益和可持续的生产方法对于PHB市场透至关重要.
研究的目的:
- 模拟和分析工业规模PHB生产的材料流和经济学.
- 评估使用果糖,酸和二氧化碳 (CO2) 作为PHB合成的碳来源的经济可行性.
- 在考虑可持续性方面,确定用于PHB生产的最具成本效益的碳来源.
主要方法:
- 工艺模拟和PHB生产的经济分析.
- 对不同碳原料场景的材料流分析.
- 基于原材料成本和工艺效率计算PHB生产的平衡价格.
主要成果:
- 使用果糖作为碳来源 (每公斤3.64美元) 实现了PHB最低的平衡价格.
- 使用酸和二氧化碳的生产导致平衡价格显著上升 (分别为10.30美元/千克和10.24美元/千克),主要是由于原材料成本.
- 尽管成本较高,但酸和二氧化碳为生物塑料生产和二氧化碳利用提供了可持续的途径.
结论:
- 目前,果糖是工业规模PHB生产最经济可行的原料.
- 酸和二氧化碳是PHB合成的有希望的,虽然更昂贵的,可持续的替代品,符合循环经济原则.
- 需要进一步的研究和过程优化,以提高二氧化碳和酸制PHB生产在生物塑料市场的竞争力.
