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青纱帐里暗藏玄机
2015年42期 发行日期:2015-10-30
作者:zhoukan2012

抵达加拿大的第二天,国际媒体团的安大略之旅从多伦多市一路向西南,途经伦敦上401号公路驶往美加边境的萨尼亚小镇。公路旁边除了一望无际的农场就是大片的树林,种植最多的作物是玉米,形成了一片片青纱帐。还有一些经历了收获季节的作物秸秆打捆成卷整齐地排列在田边。青纱帐里暗藏着怎样的玄机?记者走访多家生物化工公司和研究机构之后,揭开了谜底。

出人意料的世界NO.1
  安大略拥有丰富的生物质原料,包括农业和木材,也成为其生物化工技术取之不尽用之不竭的原料来源,从而吸引了众多的生物化工佼佼者,BioAmber公司就是其中的一员。虽然对其在生物化工领域的专注和技术突破早有耳闻,但是当记者在其萨尼亚合资公司执行副总裁Mike Hartmann的带领下参观世界最大的生物琥珀酸装置时,心中还是不禁泛起波澜——3个发酵罐就能和NO.1联系起来?
  “即使原油价格降到50美元/桶,我们仍然可以获得可观的利润,萨尼亚工厂的目标营业利润率是45%,第二家正在运作工厂丁二酸的目标利润率是50%。我们还在设计第三家工厂,目前这几家工厂的产品都已经开始预售。”Hartmann的一席话让记者为之一振。
  这家于8月份刚刚商业化运行的工厂,是生物琥珀公司和日本三菱公司(7:3)合资建立的。Hartmann介绍,当初BioAmber公司在100多个备选厂址中选择了萨尼亚,其首要原因是由于加拿大化学谷有许多生物化工公司和大学,具备技术合作的基础;其次,这里交通网络发展,产品运输便捷;再次,生物质原料易得且价格低廉,周边就有发电厂,使其可以获得低成本的电力和蒸气;最后,政府给予了大力支持,提供低息贷款。
  防护设备穿戴整齐后,参观的第一站是生化技术研究室,一位来自美国的美女工程师晃动着锥形瓶中米白色的液体,这就是正在发酵的生物质糖原料。酵母存放在-80℃的环境下,需严格控制质量。发酵的液体在转速250 rpm 的发酵罐从1升发酵到100升之后,送入生产装置中进一步发酵。接下来是化学实验室,主要进行过程分析,确保流程参数合理。控制室中,五六个工程师围在3个大屏幕前监测着实验的相关参数。虽然BioAmber公司的这套工艺之前有过示范工厂,但商业化规模的装置还是第一套,自8月份投产后,尚处于调试期,目前还未达产。工程师们紧张而不失条理地进行着参数调试,不时发出兴奋的讨论声。
  当液体经过排排管线进一步反应,体积发酵到几万升之后,生物质糖就成功地转化成了琥珀酸,再清洗干燥冷却30℃左右即可根据客户的个性化要求打包运出。这套工艺具有较高的糖酸转化率,20世纪80年代末期开始攻关,经过10~15年的研制过程,示范工厂可年产1.5万吨生物琥珀酸。据介绍,仓库中的产品都已“名花有主”。目前,50%的产能在照付不议(take or pay)合同下销售给PTT MCC公司和Vinmar公司,剩余的产能和一些公司包括中国旭川化学,签订了供货协议。
  Hartmann告诉记者,BioAmber公司的第二家琥珀酸工厂也已开始运作,预计2018年投产。工厂选址仍在北美,但究竟是在萨尼亚还是路易斯安那还没有最后确定。新工厂可生产7万吨1,4-丁二醇(BDO)、3万吨四氢呋喃(THF)和7万吨琥珀酸,已和Vinmar公司签订了15年的照付不议合同,Vinmar将购买其所有的BDO产品。第三家工厂设计年产20万吨琥珀酸,2021年投产。其中15万吨通过照付不议合同售给Vinmar公司。

全生命周期绿色化
  生物琥珀酸的生产过程中需要消耗CO2,因此温室气体排放为负值。与化石能源相比,还可降低64%的能源消耗。在记者这次走访的生物化工企业中,像BioAmber公司这样追求全生命周期绿色化目标的企业不在少数。位于伯灵顿(Burlington)的EcoSynthetix公司就是其中的一员。这家创新中心从美国迁到加拿大的公司凭借生物基胶粘剂产品技术成功地帮助客户应对不断升级的环保挑战。
  Peter Van Ballegooie是这家创新型公司的副总裁,他向记者详细介绍了公司产品的生产过程、目标市场以及绿色理念。“客户如何改变传统的化石原料配方是一种冒险。因此,我们的产品必须独具竞争力,一是原料成本低,二是加工过程连续简单,三是废物可以再生利用。”
      EcoSynthetix公司位于伯灵顿的实验工厂内,记者目睹了生物质原料变为环保型树脂的全过程。这种乳白色粉装树脂与水简单混合就可以作为胶粘剂,通过改变配方在不同领域应用。在实验工厂内的样品陈列架上,一个个透明的塑料罐中储存着玉米、大豆、高梁、木材等不同种类的生物质原料,工程师们正在研究如何将不同原料中提取的淀粉类化合物,通过化学过程改变聚合物结构,满足客户的个性化需求。
  目前公司的EcoSpherebiolatex系列产品已被广泛应用于纸张涂布,替代苯乙烯类胶粘剂,产品销往日本、巴西、美国和欧洲;2015年用于复合板材料的DuraBindTM胶粘剂也有望商业化。此外,在非织造布、个人护理品以及包装领域,EcoSynthetix的产品也将有不凡表现。
  Peter Van Ballegooie十分看好产品的应用产景,因为随着各国环保法规的不断升级,以及绿色消费的趋势,可以降低挥发性有机化合物(VOC),减少碳足迹,能生物降解的产品将有越来越大的发展空间。也正因如此,在安大略这样一个生物质原料丰富的地区,聚焦于生物化工产品的化工公司和研究机构比比皆是。以生物质化学品原料的汽车零部件、咖啡杯、花盆、垃圾桶,甚至纤维增强塑料制品、炭黑等,让记者大开眼界。

一场与农场主的聚会
  来到奎尔夫(Guelph)大学生物制品研究和开发中心(BDDC)时,已是正午时分。但这丝毫没有影响农场主们的热情,来自安大略省和地区的农场主齐聚一堂,向记者展示他们对开发生物质化学品的热情。
  拥有28000名农场主会员的安大略省谷物农场主协会(Grain Farmersof Ontario)从2010年开始承诺超过150万资金奖励生物质化学品经济领域的创新,和特伦特大学生物材料研究实验室的合作已延续5年,资助加拿大生物产业创新中心(BIC)开发纤维素糖项目,是BDDC的产业合作伙伴。其参与开发的项目有:用于生产生物柴油的高油大豆,以豆粕为原料生产绿色工程塑料,以大豆为原料的热塑型复合材料,大豆多元醇聚氨酯汽车零部件,玉米乙醇产业链延伸。大豆20/20(Soy20/20)协会专注于以大豆为原料生产生物质化学品的创新,发挥润滑油、多元醇和涂料领域的机遇,为匹配这些化学品寻找合适的大豆品种,例如适合在润滑油和塑料中应用的高油酸和亚油酸大豆。
  此外,安大略农业基金会、农产品技术中心等机构也都致力于促进生物质化工产业的发展,包括降低生物质原料采购成本、提高原料收集效率、参与项目开发、提供资金、帮助企业获得政府支持等。
  在安大略,生物化工产业、农业与化工行业的互动十分积极。由于地广人稀,每家农场的种植面积都比较可观,有利于生物质原料的收集和集中处理。此外,农场主也希望向高附加值的产业链延伸业务,提升自身利润水平,这也是推动这里生物化工产业快速发展的重要因素。
 

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