从期望到盈利：通过生物精炼厂生产生物化学品
23 Nov 2020
生物精炼是不断发展的生物经济的重要支柱，涉及将生物质转化为多种生物基产品和组件，以供包括化学工业在内的不同部门使用。通过利用可再生资源，包括发展中的生物基化学领域在内的工业，正在通过开发减少化石原料使用的创新技术，来降低其二氧化碳足迹。
通过生物精炼，生物质转化为有价值的产品和组件，如今已广泛用于食品、饲料、生物能源和化学工业。产生生物质的最常见原料是：
- 植物
- 微生物
- 有机废物
- 菌类
由于这些原料具有可再生性，这意味着它们的补给速度相对较快，因此它们通常属于可再生资源类别。第一代原料包括在农作物中发现的糖和植物油，例如甘蔗、玉米或油菜籽。人们广泛争论将这些作物资源用于粮食生产以外的用途。因此，制造商使用第二代原料的需求和压力不断增加，例如使用粮食生产、木材工业、木质纤维素生物质或木本作物、农业残留物或废物、或在不适合粮食生产的边缘土地上种植的专用非粮食能源作物所产生的废物流。
生物精炼过程
生物精炼过程包括上游和预处理阶段，发酵步骤，然后是下游过程，用于机械或热分离油、脂肪、木质纤维素、蛋白质、淀粉和糖，用于食品、饲料、生物燃料生物塑料以及用作化学品和生物化学品的基础材料。生产化学品的基础材料，需要将原料分馏成中间体，例如碳水化合物、各种蛋白质或甘油三酸酯，然后将其进一步转化为增值的生物基精细化学品和常规化学品。
生物精炼涉及处理各种生物质资源，以分离关键成分和化学品，以供不同行业使用，从而减少行业的二氧化碳足迹以及对化石原料的依赖。
生物经济：我们现在在哪？
过去，追求生物经济几乎完全被视为农业部门的基准和期望。然而，今天，人们对其重要性的理解已更加全面，人们普遍认为，以可持续利用包括废物在内的可再生生物资源为基础的经济，是所有行业的必要战略。因此，工业及其众多应用承受着极大的压力，以提高其为消费者和B2B市场创造的过程和产品的可持续性。因此，包括从可再生资源中生产生物基化学品在内的生物精炼起着重要作用。
传统上，几乎所有基本化学品都是由原油或液态化石燃料生产的，构成了我们数十年来一直依赖的塑料、着色剂、化肥和许多其他类型产品的基础材料。通过生物基化学物质或“白色生物技术”进一步实施生物经济，需要企业家的努力和投资，这受到原油价格低廉的严重影响。这种趋势为开发使用可再生原料的可扩展模式创造了障碍，从而影响了价格和竞争力。同样，许多投资者希望看到概念验证和示范工厂来证明可扩展性。
同样，法规虽然对保护消费者具有重要意义，但也可能使获得政府批准（尤其是涉及新食品或新原料的方面）变得既困难又昂贵。结果，许多生物经济仍然是由补贴驱动的或仍未得到充分发展。尽管在过去的10至15年中加大了化学工业的研发力度，但由可再生原料制成的基础化学品和平台化学品的生产也基本上没有竞争力。
也就是说，生化工业找到了克服这些挑战的方法，方法是组建专注于特定价值链的企业，填补化妆品或特种化学品和胶粘剂的空白，或开发可出售用于其他产品的基础材料。总体而言，当将石化产品用作生产更高经济价值的产品的基础时，用可再生原料代替石化产品已变得有利可图。
该行业的惊人增长与以下几个主要趋势相关：
- 行业领导者日益关注通过利用二氧化碳中性原料实现循环经济来减少温室气体排放
- 生物基化学品的商业生存能力提高，与基于化石油的替代品相比，其中一些具有附加的功能或更好的性能
- 摆脱传统石油生产国和油价的更大经济独立性，以及“绿色能源”的强烈趋势
GEA的生物精炼证书和对生物经济的贡献
GEA解决方案和生物精炼经验，几乎涵盖了所有类型的可再生资源和行业应用，包括生物燃料的有效生产和釜馏物处理，生物聚合物和生物塑料，以及以及食品和饲料行业的组件和成分。我们已经与客户和各种企业联盟合作，建立并测试了生物炼油厂模式，这些模式包括：用可再生原料生产酸，用作生物塑料的基础材料；利用微藻生产生物农药和饲料; 利用从蒲公英中提取的橡胶、从昆虫中提取的蛋白质以及从食品生产中提取的废料流等等进行生产。GEA的专业工作人员测试中心、实验室设施和试点工厂网络使我们的客户受益，这使我们能够在他们不断进步并向工业生产转变的过程中为他们提供支持。
用于生物基化学品工业的GEA专业知识和解决方案，涵盖了发酵和关键下游过程的各个方面，包括：
- 通过离心或膜过滤分离生物质
- 通过蒸馏、熔融结晶或膜过滤进行产品分离和纯化
- 通过蒸发浓缩
- 最终产品的结晶和干燥
- 副产物的浓缩和干燥
GEA目前为几个主要工业合作伙伴的生物精炼工厂提供倾析器、分离器、蒸发器和流化床干燥器，用于生产下一代生化试剂。这种绿色生产的原材料主要来自可持续管理的森林中的实木、木材废料、间伐材料和工业山毛榉木（通常被焚化）以及区域锯木厂的残留物。GEA还支持客户生产生物能源和生物燃料，它们产生自工业糖和残渣侧流。
2019年，GEA支持一家全球领先的挪威生物化学领域企业安装新的木质素生产工厂，木质素是一种在树木、植物和某些藻类中发现的有机聚合物。木质素和木质素磺酸盐用于混凝土外加剂、肥料、工业粘合剂、油田化学品和许多其他应用。这一用于喷雾干燥的交钥匙新设备支持下游流程，其中包括用于将存储的粉末物料送入包装系统的新料仓和用于除尘的大型湿式洗涤器。GEA的先进洗涤器技术，能够回收有价值的物质，并将洗涤液作为工艺用水返回到喷雾干燥器中，从而提高了产品总产量，并减少了淡水排放量。
一家法国生物技术公司作为一家初创公司而成立，现在在GEA的支持下正逐步扩大到工业生产。该公司由于我们强大的测试中心功能、丰富的经验和可靠性声誉而选择了我们，目前我们正在帮助他们从甜菜生产中获取废物，并通过获得专利的发酵工艺生产出一系列新的、高附加值的分子。这些酸将构成食品、制药、化妆品、化学和农学行业中使用的化学产品的基础材料。GEA的全新浓缩和蒸馏设备，专门为纤维素基发酵产品而设计，将于2021年上线。
