渗透汽化在丙酮-丁醇发酵制备燃料丁醇中的研究进展

20世纪末的能源危机和环境问题促使人们对生物质发酵制备燃料丁醇的探索和研究,其中渗透汽化膜分离技术因其高效、节能、环保、便于和发酵过程耦合等优点,在燃料丁醇制备的过程中发挥着重要的作用.综述了用于生物质发酵制备燃料丁醇过程中的渗透汽化疏水膜和亲水膜的研究进展,对丙酮-丁醇发酵-渗透汽化耦合工艺进行了综述和分析,并对该领域未来的发展趋势进行了展望.     

水、乙醇、丁醇、丙酮在PDMS中扩散行为的研究

为了研究生物质发酵主要产物水、乙醇、丁醇、丙酮的扩散行为,从理论角度指导实践,提高产物分离效率.本实验通过制备聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)均质膜,用实验方法测定扩散系数,利用Accelrys公司的Material Studio软件对4种分子进行了分子动力学模拟并得出其扩散系数.最终得到4种分子的扩散系数实验测定值分别为1.120×10~(-5),2.405×10~(-6),3.607×10~(-6),5.77×10~(-7),计算值分别为2.257×10~(-5),2.562×10~(-6),3.672×10~(-6),1.238×10~(-6).其中乙醇和丙酮的实验值和计算值最为接近.针对水和丁醇计算值与实验值的差异,从样条在液体中形变方面进行解释;对乙醇、丁醇、丙酮分子的溶解选择性、扩散选择性以及理想选择性进行分析评价,获得阻碍3种分子分离的主要因素.针对阻碍3种分子分离的主要因素,给出相应的理论解决方法.     

国内外纤维素乙醇技术进展

木质纤维素生产乙醇技术难度大，目前世界上还尚未实现工业化生产。主要有酸法和酶法两种工艺，与酸化水解等其他工艺相比，酶化水解具有反应条件温和、降解产物毒性低、糖得率高及设备投资低等优点。目前酶解纤维索乙醇面临三大技术瓶颈：①高效生物质预处理技术；②低成本纤维酶生产技术；③高耐受性的代谢C5产乙醇的微生物菌种。中国的纤维素乙醇技术在与国外合作的基础上，也有很大的突破。     

消息报道

成都生物所发明利用生物质发酵-光合藕联产氢的方法3月5日,从中科院成都生物研究所科技处获悉,该所科研人员发明出一种生物质发酵-光合藕联产氢方法,并获国家知识产权局发明专利授权。     

化工新型材料

<正>全球最大纤维素乙醇工厂投入运营据报道,首家Inbicon生物质提炼厂投入运营。该工厂每年可使用小麦秸杆生产140万加仑的纤维素乙醇,使其成为全球最大的纤维素乙醇生产商。这家位于凯隆堡的提     

化工新型材料

<正>新型酵母菌株可提高乙醇生产效率据报道,印度研究人员近日分离出一种新型酵母菌株,利用这种菌株发酵农作物秸秆等木质纤维素,可比传统菌株发酵多产生约15.5%的乙醇。据介绍,利用传统酵母菌株发酵水稻和小麦秸秆等木质纤维素生产乙醇,主要有以下瓶颈:需要将环境温度控制在30℃度以内,以确保发酵效果;酵母只对纤维素中部分成分有效,对其中的树胶醛醣等无效,不能充分利用;木质纤维素在预处理时会产生糠醛等抑制剂,降低发酵性能。     

只耗费83％能源的乙醇转化工艺

布罗茵公司，一个领先的美国乙醇生产厂家称于2007年2月初投资2亿美元将其位于伊梅茨堡的乙醇工厂改建成以纤维素加工成乙醇的生物制造厂，工期定于2009年完成。该工厂将采用先进的、纤维素生物质资源分离工艺。[第一段]     

片基用醋酸纤维素质量分析

片基用醋酸纤维素是由纤维素经酷酐作用,生成三醋酸纤维素后再部分水解而成。乙酰基含量为60.8～61.3%,即取代度约2.8。制造的方法分均相和非均相二种。三醋酸纤维素在丙酮中基本上是不溶的,仅分子量较小的部分会少量溶于丙酮。然而部分水解之后,却增大了在丙酮中的可溶性,溶     

绿藻生物质发酵生产燃料乙醇的研究

主要探讨了利用绿藻作为生物质原料进行乙醇发酵的可行性及其发酵效果,考察了不同种类绿藻、硫酸浓度以及钠离子浓度对乙醇产量的影响。研究结果证明石莼葡萄糖含量丰富,作为发酵乙醇的原料是十分有潜力的。预处理过程中最适硫酸浓度为2%,并利用氢氧化钙调节p H值为5.5时,其最大乙醇浓度可高达30 g/L,且产乙醇速率可达0.63 g/(L·h),乙醇产量为37 g/kg。在酶解存在的条件下,加大硫酸浓度水解对绿藻中葡萄糖的溶出并没有很大帮助,主要影响其它五碳糖的溶出。钠离子对发酵产乙醇过程的影响较大,钠离子浓度过高会抑制乙醇产量以及产乙醇速率;而在氯离子存在的条件下,低钠离子浓度便可对乙醇发酵产生严重抑制。     

生物质水相催化合成“生物航空燃油”

正我国采用具有完全自主知识产权的木质纤维素类生物质高效水解及水解液水相催化合成生物航空燃油的耦合集成工艺,建成国际首套百吨级纤维素类生物质水相催化合成生物航空燃油中试示范系统,成功实现玉米秸秆等木质纤维素类生物质高效制备生物航空燃油等高品位液体烃燃料工艺过程,初步实现10吨干基生物质生产1吨生物航空燃油,生物航空燃油中C8—     

全球最大纤维素乙醇工厂投入运营

据报道，首家Inbicon生物质提炼厂投入运营。该工厂每年可使用小麦秸杆生产140万加仑的纤维素乙醇，使其成为全球最大的纤维素乙醇生产商。这家位于凯隆堡的提炼厂将与丹麦最大的发电厂Asnaes发电厂实现一体化。可以使用的原料有很多，如麦秆、玉米秆和玉米棒、制糖蔗渣以及青草。     

纳米纤维素接枝环氧基的制备与表征EI北大核心CSCD

以微晶纤维素(MCC)为原料,采用酸水解法制备纳米纤维素(NCC),再以N,N-羰基二咪唑(CDI)活化纳米纤维素表面的羟基,最后将其与环氧氯丙烷进行接枝反应,得到接枝环氧基的纳米纤维素(NCC-g-ECH)。采用透射电镜、红外光谱、溶解性、接枝率、X射线衍射对所制得的样品NCC和NCC-g-ECH的结构和性能进行表征。结果表明,实验制得的NCC符合纳米尺寸; NCC-g-ECH的红外图中出现明显的环氧基峰; NCC-g-ECH的接枝率最大达到8. 47%;与NCC相比,样品NCC-g-ECH在丙酮中能均匀、稳定地分散; NCC和NCC-g-ECH均为纤维素Ⅰ晶型,NCC-g-ECH的结晶度比NCC减小8. 59%。     

纳米纤维素接枝环氧基的制备与表征

以微晶纤维素(MCC)为原料,采用酸水解法制备纳米纤维素(NCC),再以N,N-羰基二咪唑(CDI)活化纳米纤维素表面的羟基,最后将其与环氧氯丙烷进行接枝反应,得到接枝环氧基的纳米纤维素(NCC-g-ECH)。采用透射电镜、红外光谱、溶解性、接枝率、X射线衍射对所制得的样品NCC和NCC-g-ECH的结构和性能进行表征。结果表明,实验制得的NCC符合纳米尺寸; NCC-g-ECH的红外图中出现明显的环氧基峰; NCC-g-ECH的接枝率最大达到8. 47%;与NCC相比,样品NCC-g-ECH在丙酮中能均匀、稳定地分散; NCC和NCC-g-ECH均为纤维素Ⅰ晶型,NCC-g-ECH的结晶度比NCC减小8. 59%。     

纤维素乙醇副产物可联产氢气

美国俄勒岗州立大学的研究人员日前宣布,在微型反应器中及等温、连续流动条件下,纤维素乙醇副产物可在超临界水中气化联产氢气。这一利用超临界水使木糖气化的研究成果已在美国化学学会杂志《能源与燃料》上发布。     

应用市场

正工业气体联产甲醇制烯烃项目落户大连1月19日,大连西中岛石化产业园区管委会与美国空气化工产品(中国)投资有限公司和诚志股份有限公司,就工业气体联产甲醇制烯烃项目举行签约仪式。据悉,工业气体联产甲醇制烯烃项目总投资约49亿元人民币,占地面积约40公顷。此次签约,诚志公司还将以工业气体项目富产的合成气制取甲醇,进而运用大连化物所的甲醇制烯烃技术生产下游化工品。(源自:大连市政府网)     

不同碳源制备碳基固体酸及其在水解纤维素中的应用

采用磁性碳纳米管(CNTs)、葡萄糖、炼焦酚渣为碳源,制得碳基固体酸催化剂.通过XRD、FTIR、13C NMR和SEM/TEM对其结构和活性基团进行表征,并且以经过预处理的微晶纤维素为纤维素模型物,以总还原糖得率为考察指标,利用制备的碳基固体酸非均相催化水解纤维素,比较了3种碳源制得的碳基固体酸在水解纤维素中的水解效率.研究结果表明,与传统原料葡萄糖制得的碳基固体酸相比,酚渣基固体酸碳环上除了含有酚羟基、羧基和磺酸基外,还含有其它碳基固体酸不具备的烷基侧链,这一结构优势对碳基固体酸催化剂的催化活性具有促进作用,能够提高碳基固体酸催化剂的水解效率;碳纳米管固体酸尽管具有致密的碳层结构、磺化后磺酸密度低,但高比表面积使其在非均相催化水解纤维素中表现出较高的活性.     

再生纤维素超滤膜的研制及其耐污染性研究

以纤维素浆板和二醋酸纤维素为原料 ,通过直接制膜和醋酸纤维素成膜后水解两种方法制备再生纤维素超滤膜 ,并以酱油、药酒和牛奶等为料液 ,对膜进行了耐污染实验 .与聚砜和聚丙烯腈膜比较 ,再生纤维素膜具有良好的耐污染特性 .     

膜蒸馏浓缩纤维素糖液与去除糠醛的研究

研究了采用低能耗的真空膜蒸馏技术浓缩纤维素糖液,去除其中糠醛,提高木质纤维素产乙醇效率的可行性.通过考察料液流速、料液温度、料液浓度等对膜通量和糠醛去除率的影响,优化真实酶解糖液的膜蒸馏浓缩参数,并将浓缩糖液用于发酵.结果表明:在进料流速为1.0 m/s,进料温度为65℃下,膜蒸馏对葡萄糖的截留率在99.5％以上,糠醛去除率达到95.16％.真实酶解糖液浓缩和发酵实验表明,真空膜蒸馏可有效地浓缩酶解液至适合的发酵浓度(＞100 g/L)同时完全脱除抑制物糠醛,提高乙醇的发酵效率.     

荷兰第二代生物燃料研发取得进展稻草为原料

<正>荷兰帝斯曼公司28日发布新闻公报说,该公司在开发第二代生物燃料生产技术方面取得进展,研制出一种以玉米秸秆、木屑和稻草为原料生产生物乙醇的新工艺。该公司介绍说,新工艺分两个步骤,首先用一种新研制的酶将预处理后的植物纤维素转化为可发酵的糖,然后再用新开发的酵母将糖发酵     

Fe~(3+)对纤维素聚集态结构选择性酸水解的影响

纤维素酸水解过程中促进无定形区降解,保留结晶区是制备微晶纤维素的关键技术。以阔叶木浆为原料,研究了Fe3+对纤维素结晶区和无定形区选择性酸水解的影响;并采用XRD、FT-IR、SEM等方法对水解纤维素的结晶结构、化学结构和微观形貌进行了分析和表征。结果表明,温和条件和强化条件下Fe3+对纤维素的酸水解均起促进作用,其中强化条件下Fe3+更有利于纤维素的选择性酸水解;强化条件下,Fe3+浓度为0.2 mol/L时,水解纤维素的得率为87.28%,结晶度为62.89%;XRD分析表明,纤维素酸水解后晶型未发生变化;FT-IR分析表明,纤维素酸水解后产物没有引入新的官能团,氢键含量发生变化并导致吸收峰强度发生改变。