纤维乙醇发酵残渣中酶解木质素的提取与表征

近年来,将纤维素乙醇生产过程中所产生的废物进行资源化利用已越来越受重视。本研究利用杨木纤维酶解发酵产纤维素乙醇的残渣进行木质素的提取与表征,采用单因素试验分析碱浓度、料液比、反应温度、反应时间对酶解木质素提取效果的影响,并对反应条件进行正交优化,应用UV、FT-IR光谱仪对分离出的酶解木质素结构进行表征。结果表明:酶解木质素最佳的提取工艺条件为Na OH浓度40g/L、料液比1∶30、反应温度60℃、反应时间2.5h。紫外和红外光谱显示酶解木质素保留了完好的木质素结构,以紫丁香基木质素为主,有良好的化学活性。

糠醛渣纤维乙醇同步糖化发酵过程研究

以过碱化处理的糠醛渣为原料,采用正交试验法进行同步糖化发酵(SSF)转化乙醇工艺条件及过程研究。通过考察反应温度、pH、纤维素酶用量和表面活性剂浓度来优化同步糖化发酵转化工艺条件。在正交优化条件基础上,进行了5 L发酵罐试验,并同步分析表征了发酵过程中还原糖浓度、乙醇浓度、酵母细胞数、纤维素含量及其结构变化。同步糖化发酵转化糠醛渣生成乙醇的优化条件为:反应温度38℃,pH 4.2,纤维素酶用量20 FPU/(g纤维素),吐温-20质量分数0.15%,酵母接种量10%。发酵罐中同步糖化发酵糠醛渣生成乙醇的转化率达到72.33%,过程分析表明反应时间为27 h时,糠醛渣糖化发酵产乙醇的转化率达到最高,比其他纤维原料的反应转化时间大大缩短。同步糖化发酵过程中,糠醛渣纤维素含量逐步降低,纤维素表观结晶度呈下降趋势,纤维素微晶尺寸减小。

纤维乙醇及渗透汽化原位分离技术研究进展

生物乙醇特别是纤维乙醇是未来化石燃料的重要替代品之一。原位分离发酵技术是近年来兴起的一种新型发酵技术,可使菌体密度较分批培养有显著的提高,最终提高特定产物的生产率。分批发酵过程中产生的乙醇会抑制菌体生长,开发一种解除乙醇抑制作用的发酵方法有助于获得高密度的菌体,从而提高乙醇的产量。近年来渗透汽化膜技术迅速发展,逐步成为乙醇发酵原位分离的理想方法。本文就纤维乙醇、原位分离以及渗透汽化技术涉及的膜材料、耦合技术等研究应用现状进行阐述,并对其研究应用前景进行了展望。

有机酸对纤维素酶解和纤维乙醇发酵的影响

纤维乙醇废水经过厌氧发酵生产沼气处理后,将其回用作为纤维乙醇发酵配料用水,从而实现纤维乙醇废水的回用.沼液中含有的甲酸、乙酸和丙酸等小分子有机酸是抑制酵母发酵的主要物质,考察了这些有机酸对纤维素酶解和酵母发酵的影响.研究表明:厌氧发酵废水中含有的甲酸、乙酸和丙酸对纤维素酶解具有影响,可通过调节酶解液的p H值而消除;甲酸、乙酸和丙酸对酵母发酵的抑制浓度分别为1.6,3.0,3.0 g/L.

纤维乙醇废水处理研究进展

随着纤维乙醇工业的发展,其产生的废水处理及资源化问题越来越突出,探讨适宜的废水处理技术及资源化模式具有非常重要的意义。介绍了酸性高浓度纤维乙醇废水的来源和特性,对高浓度有机废水和淀粉乙醇废水的处理方法进行了概括和总结,综述了纤维乙醇废水处理的研究进展,提出了经济有效的纤维乙醇废水处理技术。

纤维乙醇发酵残渣提取酶解木质素研究

采用微波辅助有机溶剂法从纤维乙醇发酵残渣中提取酶解木质素(EHL)。利用单因素试验和响应面分析法研究微波功率、微波时间、丙酮体积分数、固液比对EHL提取效果的影响,并对所提取的EHL进行红外光谱分析。结果表明:EHL最佳提取工艺条件为微波功率为700 W、微波时间为40 min、丙酮体积分数为65%和固液比为1 g∶10 mL,在此条件下EHL提取率达到40.81%;红外光谱显示,该方法提取的EHL结构与磨木木质素相似。

蒸汽爆破预处理技术及其对纤维乙醇生物转化的研究进展

由于木质纤维素复杂结构及纤维素结晶的特点,需要合适的预处理方法增加纤维素对酶分子的可及性。蒸汽爆破法因其低成本、无污染、能耗低等优点近年来备受关注。本文介绍了蒸汽爆破及其影响因素,在此基础上,着重讨论了几种常见的蒸汽爆破技术如稀酸蒸爆技术、稀碱蒸爆技术、氨纤维爆破技术及组合蒸爆技术等以及蒸爆设备,同时介绍了蒸汽爆破在纤维乙醇生物转化过程中的应用研究。

纤维乙醇废水厌氧发酵工艺研究

探讨纤维乙醇废水适宜的处理及资源化模式,为工业上处理纤维乙醇废水提供理论参考。采用UASB工艺处理纤维乙醇废水,分析进水化学需氧量(COD)浓度对COD去除率、出水pH值以及沼气产率的影响。结果表明,在中温(35±1)℃环境、进水COD浓度7 000mg/L条件下调节进水pH值为5.1时可满足试验要求,此时最佳的控制水力停留时间(HRT)为3d,在该条件下,COD去除率达到76%,沼气产量为20.1L/d,其中甲烷含量为60.45%。

纤维乙醇发酵和脱水工艺的发展前景

纤维乙醇发酵菌株的选育影响糖的利用率,特别是木糖利用率的提高有利于乙醇产量的增加。作者综述了纤维乙醇发酵中发酵菌株、发酵工艺和脱水工艺的研究现状,分析它们的优缺点,并提出了未来纤维乙醇发酵和脱水工艺的研究方向。

纤维乙醇用酵母菌的驯化

酵母菌菌种性能的优劣直接关系纤维乙醇发酵质量的好坏及设备的利用率等,进而影响企业的经济效益。该文通过对纤维乙醇生产用酵母菌株的驯化,获得一株驯化酵母菌株;并将该菌株与1308菌株、1300菌株和安琪酵母发酵、耐乙酸、耐糠醛、耐羟甲基糠醛能力进行了对比试验,结果表明该驯化酵母菌株发酵能力、耐受性均优于其他供试菌株;更适宜于在纤维乙醇生产中应用。

连续酶解生产纤维乙醇的工艺研究

纤维乙醇是第二代生物燃料,它对于国家粮食和能源安全具有重要意义,但是纤维乙醇在工业化生产过程中面临诸多问题。为提高纤维乙醇工业化的生产效率,现就生产纤维乙醇的分批酶解方式进行改进,设计了连续酶解生产纤维乙醇的工艺,并进行中试试验,探索其工艺参数,并验证其可行性,为工业化连续生产纤维乙醇做好准备。试验结果表明:连续酶解工艺纤维酶解过程共需要47.8 h,糖度可达到12.7%;酒精度可达到6.0%(vol),已满足工业化生产酒精度的要求。

加快我国纤维乙醇产业发展的建议

随着我国汽车保有量的不断增长,机动车尾气排放成为影响空气质量的重要因素之一。燃料乙醇具有绿色、环保、可再生的资源优势,能够促进燃烧、减少排放污染。本文从国家能源安全、粮食安全、农民增收和环境污染等多方面综述了发展纤维乙醇产业的重要性和必要性,同时结合当前纤维乙醇产业的发展现状对纤维乙醇产业政策提出了建议。

纤维乙醇不同生产工艺路径的技术经济比较

从纤维素生物质原料出发,可以经水解发酵路径、气化生物合成路径和气化化学催化路径3条不同的转化路径生产纤维乙醇。通过对比各工艺路径的技术特点,结合不同工艺的技术经济指标,分别对3条技术路径进行了分析比较。分析结果表明,水解发酵路径和气化化学催化路径与气化生物合成途径相比具有一定的优势,并且随着技术的发展,气化化学催化路径将会展现出较强的竞争力。

纤维乙醇制乙烯的研究

采用改性HZSM-5催化剂对纤维乙醇脱水制乙烯进行研究,主要考察反应温度、底物加载量以及催化剂负荷性能等对乙烯产率的影响。结果发现:反应温度235℃、纤维乙醇质量分数为40%～95%乙醇质量空速不超过1.7 h-1时乙烯收率达98%以上。

微量金属元素对纤维乙醇废水厌氧处理的影响

在UASB反应器厌氧处理纤维乙醇废水的稳定运行期,通过分析在进水中分别添加微量金属元素Ni、Co、Fe后COD去除率、沼气产生以及沼气中甲烷含量的变化情况,研究了单一微量金属元素Ni、Co、Fe对处理效果的影响。结果表明,微量金属元素Ni、Co、Fe在一定浓度范围内对厌氧微生物产生激活作用从而对厌氧处理产生促进作用;单一微量金属元素Ni、Co、Fe最适宜的添加浓度分别为0.4mg/L、0.2mg/L、1.0mg/L。

纤维乙醇黑液流变特性研究

纤维乙醇生产过程中会产生大量的黑液,为了更好的对纤维乙醇黑液进行处理,利用旋转黏度计对这种黑液进行了流变性测定,并对其流变特性进行了分析.结果表明:纤维乙醇黑液为非牛顿流体中的假塑性流体,其流变特性服从幂律方程,该黑液的温度和固含量对流变特性参数都有一定的影响.所获得的结论对纤维乙醇黑液的研究有着十分重要的工程实际意义.

纤维乙醇预处理工艺筛选

当前,环境与发展问题受到国际社会的普遍关注,石油资源的日益短缺以及油品燃烧对环境造成的污染已成为许多国家调整能源政策的出发点,燃料乙醇是当前可行性最高的液体燃料替代方案。纤维质燃料乙醇是目前世界各国研究开发的主要方向,但是在其产业化的进程中还存在很多问题,尤其是预处理工艺,对纤维乙醇的综合成本及环境效益有着巨大的影响,本文,笔者通过对几种常见预处理工艺进行研究、分析。

水稻脆性秸秆发酵产纤维乙醇的研究

以水稻脆性秸秆为原料进行了发酵产乙醇的研究。用水稻脆性秸秆比用作对照的普通秸秆的半纤维素和木质素含量分别高17%和5%,纤维素含量低15%。采用浓度为2%(w/v)的硫酸进行秸秆预处理后,脆性秸秆稀酸水解液中葡萄糖含量为普通秸秆的1.38倍;每克脆性秸秆产生的木糖和阿拉伯糖比普通秸秆分别高出12.0 mg和3.9 mg;两种秸秆酸水解液中副产物乙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛的浓度差异不显著。经过纤维素酶进一步处理后,每克脆性秸秆得到的总还原糖量为(541.2±8.0)mg,比普通秸秆高出41.9 mg。Escherichia coli SZ470利用酸预处理且酶促糖化的两种秸秆发酵72 h后,脆性秸秆发酵的乙醇产量可达(10.9±0.4)g/L,为普通秸秆的1.1倍。

纤维乙醇研究现状及展望

介绍了近年来国内外纤维乙醇的研究现状,阐述了目前纤维乙醇生产存在的问题,分析了纤维乙醇产业化亟待解决的关键技术,展望了纤维乙醇的发展。

纤维乙醇发酵醪流变特性研究

为了探讨纤维乙醇发酵醪的流变特性,利用NDJ-79型旋转式黏度计对不同质量浓度的发酵醪在不同温度条件下的流变特性进行了测定分析。结果表明,纤维乙醇发酵醪为假塑性流体,其黏度随温度的升高而减小,随质量浓度的减小而减小。