玉米秸秆发酵生产乙醇的研究进展

秸秆是丰富的可再生资源，主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。秸秆经过预处理，水解和发酵可生成乙醇。秸秆生产乙醇的工艺包括预处理，水解和发酵。发酵方法有直接发酵法、间接发酵法、混合菌种发酵法、同时糖化发酵法和非等温同时糖化发酵法以及固定化细胞发酵法。介绍了秸秆生产乙醇几个关键工艺的最新进展。     

利用木质纤维素生产燃料酒精的研究进展

利用木质纤维素生产燃料酒精可改善能源保障，实现能源供应的可持续发展，同时拉动农业及其他相关行业的经济发展。木质纤维素中含有丰富的可发酵生成乙醇的纤维素和半纤维素，利用产纤维素酶的微生物或纤维素酶（Cx酶、C1酶、β0葡萄糖苷酶）将纤维素水解成可发酵性糖，再通过酵母发酵生成乙醇。常用菌株有热纤梭菌（Clostridium thermocellum)，能分解纤维素，但乙醇产率较低（50%)；热硫化氢梭菌（Clostridium thermohydrosulphaircum)，不能利用纤维素，但乙醇产率相当高，将两株菌混合发酵，产率可达70％。发酵方法有直接发酵法、间接发酵法、混合菌种发酵法，同时糖化发酵法（Simultaneous saccharification and Fermentation)和非等温同时糖化发酵法（Nonisothermal simultaneous saccharification and Fermentation)以及固定化细胞发酵法等。（庞晓）     

玉米秸秆发酵生产酒精的研究

玉米秸秆是一种丰富的再生资源,主要由纤维素、半纤维素、木质素组成。经过预处理、水解、发酵可生产酒精。预处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法及生物处理法;水解主要有酸水解法和酶水解法;发酵主要有直接发酵法、间接发酵法、同步糖化发酵法等。主要介绍玉米秸秆生产乙醇的关键技术进展情况。     

生物质发酵生产乙醇的研究进展

生物质是一种广泛存在的可再生资源,经发酵生产乙醇所用的天然生物质资源原料主要分为3类:糖、淀粉和纤维素物质.木质纤维原料发酵生产乙醇,要先对原料进行热机械法、自动水解法、酸处理法、碱处理法、有机溶剂处理法、生物法等预处理;发酵工艺方式有直接发酵法、间接发酵法、混合菌种发酵、同步糖化发酵法(SSF法)、非等温同步糖化发酵法和固定化细胞发酵法(NSSF法).用木糖发酵生产乙醇的微生物有管囊酵母(Pachysolen tannophilus)、树干毕赤酵母(Pichia stipits)和休哈塔假丝酵母(Candida shechatae)等.对利用生物质资源生产乙醇还应在纤维素酶、混合糖的发酵及生产工艺上进行深度的研究.     

玉米秸秆发酵生产燃料乙醇的研究进展

玉米秸秆是丰富的可再生资源,主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。秸秆经过预处理,水解和发酵可生成乙醇。秸秆生产乙醇的工艺包括预处理、水解和发酵。介绍了玉米秸秆生产酒精几个关键工艺的最新进展。     

玉米秸秆发酵生产燃料乙醇的预处理技术研究进展

玉米秸秆经过预处理、酶水解、发酵可生产燃料乙醇,但其自身具有的木质纤维素紧密结构使得酶水解效率很低,导致乙醇产量低。因此,采用适当的方法对玉米秸秆进行预处理,破坏秸秆原有的纤维结构,提高酶水解效率和可利用性。本文对当前国内外玉米秸秆各种预处理最新方法进行了综述,同时对每种预处理方法的优缺点进行了分析,为玉米秸秆发酵生产燃料乙醇预处理方式的选择提供参考。     

利用改进的耐高温酵母菌发酵木质纤维素生产生物乙醇的研究进展

联合生物加工(CBP),是一个有效的利用木质纤维素生产乙醇的新工艺。它是一个将酶的生产、糖化和发酵集合成一体的过程。与其他工艺相比,新工艺在底物和原料消耗方面相对降低,操作相对简化。同步糖化发酵(SSF)工艺则是在工艺采用一步发酵法,简化了设备,节约了总生产时间,提高了生产效率。本文主要对近年来利用CBP和SSF将木质纤维素发酵生产乙醇的工艺进行了综述。他们的研究重点是具有纤维素水解、耐高温的酵母菌的修饰和改造。     

玉米秸秆发酵生产燃料酒精工艺探讨

本文介绍了一种发酵玉米秸秆生产燃料酒精的新工艺 ,将传统的利用同时糖化发酵法生产乙醇的一步发酵法改为利用固态发酵与液态发酵并行的两步发酵法 ,有效地解决了一步发酵过程中的水解产物对发酵的抑制问题。此外 ,文章还对工艺流程的控制进行了合理化分析。     

玉米秸秆生产燃料乙醇技术

玉米秸秆经预处理后可得到纤维素和半纤维素,用酸或酶将其水解成单糖,再进行发酵就可以生产燃料乙醇。对玉米秸秆生产燃料乙醇的原料预处理、水解产生可发酵单糖和乙醇发酵等技术方法进行了综述。     

高浓玉米秸秆碱法预处理及半同步糖化发酵生产乙醇的工艺研究

为实现玉米秸秆高效转化可发酵糖,提升玉米秸秆生产纤维素乙醇竞争力,对碱过氧化氢法预处理后高浓玉米秸秆半同步糖化发酵生产燃料乙醇的工艺进行了研究。建立底物浓度与酶解糖得率关系模型,以确定适宜的底物浓度。向预处理后的玉米秸秆中添加吐温20,考察其酶解过程特性,确定吐温20最适添加量。结果表明,酶解最适条件为:底物质量浓度200 g/L,吐温20添加量8%(ω)。在该条件基础上,对酵母种龄、吐温20对酵母发酵影响、半同步糖化发酵预酶解时间、半同步糖化发酵的时间、发酵温度进行了研究,确定了半同步糖化发酵的工艺条件为:种龄16 h,吐温20添加量5%(ω),预酶解时间9 h,半同步糖化发酵时间7 d,温度34℃。在最佳条件下,发酵7 d后,乙醇浓度达到23. 64 g/L,乙醇转化率达到76. 54%,较对照组(不添加吐温20)转化率提升3. 41%。该工艺条件下能实现高浓玉米秸秆高效转化可发酵糖及乙醇的目的。     

不同预处理方式对玉米秸秆酶解液成分的影响

玉米秸秆中的单糖或者寡糖的释放由于芳香族聚合物木质素阻遏纤维素酶进行糖解聚作用而效率地下.然而预处理作用可以有效地移除木质素或者打破木质素的结构,从而可以增强还原糖的释放.其过程主要包括2个生物转化程序:玉米秸秆中纤维素的水解产生还原糖,然后进行生物乙醇发酵生产过程.在该研究中,通过HPLC方法监测不同预处理方法处理玉米秸秆酶水解液中的成分,从而得到最佳的预处理方法.结果表明,磁力搅拌辅助CO2激光协同通气预处理方法的糖化效果高于其他预处理方法.     

Steam pretreatment and fermentation of the straw material "Paja Brava" using simultaneous saccharification and co-fermentation

Pretreatment, enzymatic hydrolysis and simultaneous saccharification and fermentation (SSF) of the South American straw material Paja Brava were investigated. Suitable process conditions for an SO₂-catalyzed steam pretreatment of the material were determined and assessed by enzymatic digestibility of obtained fiber slurries for 72 h at a water insoluble solids (WIS) content of 2%. The best pretreatment conditions obtained (200°C, 5 min holding time and 2.5% SO₂) gave an overall glucose yield following enzymatic hydrolysis of more than 90%, and a xylose yield of about 70%. Simultaneous saccharification and co-fermentation of glucose and xylose (SSCF) of the pretreated material using the xylose-fermenting strain Saccharomyces cerevisiae TMB3400 was examined at WIS contents between 5% and 10%. In agreement with previous studies on other materials, the overall ethanol yield and also the xylose conversion decreased somewhat with increasing WIS content in the SSCF. In batch SSCF, the xylose conversion obtained was almost 100% at 5% WIS content, but decreased to 69% at 10% WIS. The highest ethanol concentration obtained for a WIS content of 10% was about 40 g/L, corresponding to a yield of 0.41 g/g in a fed-batch SSCF. The Paja Brava material has previously been found difficult to hydrolyze in a dilute-acid process. However, the SSCF results obtained here show that similar sugar yields and fermentation performance can be expected from Paja Brava as from materials such as wheat straw, corn stover or sugarcane bagasse.     

木质纤维转化制燃料乙醇的研究进展

综述了蒸汽爆破、微波辅助等木质纤维原料的预处理方法,分析了木质纤维原料的酸水解与酶水解,总结了木质纤维原料发酵制取乙醇的三种最新发酵工艺,即同步糖化发酵、固定化细胞发酵、利用高效微生物发酵。我国在木质纤维原料生产燃料乙醇的技术应用已取得了重要进展,首次采用连续汽爆技术建设成500t/年纤维素乙醇产业化试验装置,河南建成首条年产3000t的纤维乙醇产业化试验生产线。     

木质纤维素类生物质生物预处理菌种筛选

以生物质的转化率(TR)、糖化率(SR)为评价标准,在竹粉、稻草和玉米秸秆3种生物质上筛选了33株采自神农架自然保护区的白腐菌菌株,发现针对不同生物质,适用于生物预处理的菌株不同:竹粉基质为杂色云芝,稻草基质为侧耳属菌株,玉米秸秆基质为乳白耙菌。所筛出白腐菌预处理时间显著缩短,以相应菌株处理竹粉、稻草和玉米秸秆15d,其生物质TR分别提高25.8%、47.0%和136.3%,SR依次达到14.1%、39.4%和37.5%。3种生物质中木质素含量与其糖化率关系密切。     

Box-Behnken法优化玉米秸秆预处理工艺对酶解糖化的影响

为促进生物炼制产业发展,提高玉米秸秆酶解糖化效率,运用Box-Behnken试验设计优化预处理工艺,研究硫酸质量分数、反应时间、反应温度和固液比四个因素对半纤维素水解率的影响规律,并结合扫描电子显微镜、红外光谱仪、X-射线衍射仪分析玉米秸秆微观形貌、结构等指标。结果表明：玉米秸秆预处理最佳工艺为反应温度100℃、硫酸质量分数1.2%、反应时间120 min、固液比1∶9（g∶mL）,在此条件下半纤维素水解率为84.93%,木质素脱除率为46.15%,预处理水解液还原糖质量浓度为2.04 g/100mL,木糖产率为74.22%,87.89%纤维素保留在固体部分,经72 h酶解反应酶解率达到85.79%,未处理玉米秸秆酶解率仅为32.25%。     

木薯粉制备燃料酒精的生料低温水解工艺研究

针对目前生淀粉发酵存在发酵周期长、淀粉利用率低等问题,以木薯粉为原料研究生料低温水解发酵工艺。实验先分析了酵母的耐糖能力,然后通过单因素实验和正交实验得到了低温水解发酵最佳工艺,并进行了验证。实验结果表明,生料低温水解发酵工艺相对于生料同步糖化发酵工艺有明显的优势,发酵周期缩短了48h,残总糖下降了52.6%,出酒率和淀粉利用率分别提高了19.0%和18.0%。     

纤维素酶和米根霉同时糖化发酵纤维素为L-乳酸

研究了纤维素原料经机械粉碎、稀酸处理、氨处理、蒸爆水洗处理后 ,用里氏木霉所产纤维素酶和米根霉对其进行同时糖化发酵生产L 乳酸 ;并与稀酸处理物料分别酶解发酵进行了对比。结果表明 ,实验条件下 ,粉碎处理、稀酸处理、氨处理、蒸爆水洗处理物料的L 乳酸发酵产量分别为 13 4mg/mL、18 1mg/mL、15 5mg/mL和 19 6mg/mL ,与分别酶解发酵相比 ,同时糖化发酵过程周期短。     

硬毛粗盖孔菌预处理对玉米秸秆酶水解及组分变化的影响

以硬毛粗盖孔菌（Funalia trogii）为研究对象,比较其在不同预处理时间的产酶特征、预处理前后玉米秸秆酶解产糖量及其组分变化。结果表明,硬毛粗盖孔菌对木质素的降解以漆酶和锰过氧化物酶的协同作用为主导,漆酶和锰过氧化物酶活最高分别为341 IU/g和33 IU/g。经生物预处理14 d后的玉米秸秆酶解产糖量可达到350.74 mg/g秸秆,较原料提升184%。玉米秸秆组分的变化与其酶解增效密切相关,F. trogii预处理14 d后木质素和半纤维素含量分别降低了33.99%和36.61%,而纤维素仅降解8.77%,木质素和半纤维素的选择性降解,可显著降低玉米秸秆酶解抗性屏障,提升其酶解糖化效率。硬毛粗盖孔菌预处理玉米秸秆可实现木质纤维素的高效转化,缩短预处理时间,降低处理成本。