秸秆生产乙醇预处理的研究现状分析

利用农作物秸秆生产乙醇,由于原料来源广,不存在与民争粮,与粮争地的问题,是全球生物燃料乙醇的研究重点。由于秸秆的组成比较复杂,一般不易被降解,在发酵之前要进行预处理,预处理是利用秸秆生产乙醇的一个关键部分,预处理的好坏对后续的酶解和发酵有很大的影响。本文在分析农作物秸秆的组成后,对目前各种预处理方法进行了综述,并对利用秸秆生产乙醇的前景进行了展望,为选出合理的处理方法提供了依据。     

酸碱预处理对芦蒿秸秆厌氧发酵的影响

通过对芦蒿秸秆进行酸、碱预处理和厌氧发酵制沼气实验,比较不同的预处理方法对芦蒿秸秆产气性能的影响。结果表明,与对照组相比,碱处理能较好地改善秸秆的产气性能,其中2%NaOH处理效果最好,发酵初期VFA含量高达4882.34 mg·L?1,比对照组提高了705.21%,单位TS固体产气量为288.42 ml·g?1,较对照组提高了17.08%,甲烷含量最高可达61.14%。     

酸碱预处理对芦蒿秸秆厌氧发酵的影响

通过对芦蒿秸秆进行酸、碱预处理和厌氧发酵制沼气实验,比较不同的预处理方法对芦蒿秸秆产气性能的影响。结果表明,与对照组相比,碱处理能较好地改善秸秆的产气性能,其中2%NaOH处理效果最好,发酵初期VFA含量高达4882.34 mg·L^-1,比对照组提高了705.21%,单位TS固体产气量为288.42 ml·g^-1,较对照组提高了17.08%,甲烷含量最高可达61.14%。     

木质纤维素乙醇原料预处理技术的研究进展

近十年来,随着石油价格的上涨以及化石燃料使用对全球变暖的影响,利用木质素纤维素制取燃料乙醇日益成为国内外研究的热点。木质纤维素制取乙醇的主要步骤包括:原料的预处理、纤维素的糖化、发酵、产品分离。木质纤维素的组成包括木质素、半纤维素和纤维素,其中木质素和半纤维素对纤维素的水解具有阻碍作用。因此,在木质纤维素制取乙醇的工艺过程中,原料的预处理是非常关键的步骤,影响整个木质纤维素乙醇的生产过程。文章回顾了木质纤维素原料主要的预处理技术的最新进展,并结合后续的水解与发酵工序,对各种预处理技术的优缺点进行了对比。     

蔗渣纤维素乙醇的预处理技术研究进展

从蔗渣的物化特性及预处理的必要性出发,综述了近年来国内外预处理蔗渣方面发展的不同技术途径(包括物理法、化学法、生物法和联合法)及其研究进展,对各种技术的作用效果和特点进行了总结和对比分析,并对蔗渣预处理技术的发展方向予以展望。蔗渣作为糖厂的主要副产物,具有量大、集中且纤维含量高等特点,是生产第二代生物乙醇的重要潜在原料之一,对其进行有效预处理是利用其制取生物乙醇的关键,直接影响着后续的酶解糖化和乙醇发酵效果。     

玉米秸秆发酵生产乙醇的研究

以1.5%硫酸120℃处理60min、又被1%氢氧化钠80℃处理60min的玉米秸秆为底物。正交优化了利用其糖化液发酵产乙醇的条件,在温度34℃、酵母接种量4%(体积分数)、玉米浆加量0.4%(体积分数)的发酵条件下反应48h产生乙醇40.2g/L,纤维素乙醇转化率为86%。     

秸秆预处理的最新研究进展

秸秆预处理是影响秸秆发酵制取乙醇工业化的关键因素。文章较详细地综述了近年国内外主要的木质纤维素预处理方法,并展望了木质纤维素制取乙醇的发展前景。     

木质纤维素燃料乙醇生物转化预处理技术

由丰富的木质纤维素资源制备乙醇有利于缓解能源紧缺、减少环境污染、实现可持续发展.然而某些物理、化学因素阻碍了木质纤维素中纤维素和半纤维素的转化和利用.预处理引起物理和/或化学上的变化,主要目的是改变或去除各种结构和(或)化学障碍,增加纤维素酶解率和转化效果,是一系列纤维素乙醇转化技术中的关键和核心.本文就纤维素乙醇生物...     

木薯秸秆木质纤维素的预处理研究

对木薯秸秆稀酸预处理条件进行了优化研究.考察了液固比、反应温度、盐酸体积分数、反应时间对水解液还原糖浓度的影响.结果表明,在液固比为40:1、反应温度为100℃、盐酸体积分数为3%、反应时间为5 h的优化条件下,水解液中还原糖浓度达9.35 g·L-1.     

利用秸秆制备燃料乙醇的关键技术研究进展

利用秸秆来制取燃料乙醇越来越受到重视,但由于秸秆的成分复杂,很难直接利用其来进行发酵生产乙醇。本文从秸秆原料组分分析入手,介绍和比较了以秸秆为原料的各种预处理方法,并系统分析了典型纤维素酶的种类及特点,对水解方法及发酵生产乙醇的关键技术的进展进行了总结,并进一步分析了秸秆生产燃料乙醇的关键技术问题和今后的研究发展趋势。     

富镉水稻秸秆纤维素酶解效率的研究

以不同镉含量的水稻秸秆(稻秆)为原料,在常温常压下分别用10%氢氧化钠(NaOH)和过氧乙酸(PAA)进行预处理,利用GC-MS对稻秆纤维素的酶解效率进行研究。结果表明:10%NaOH预处理对稻秆中的镉含量没有显著影响;PAA预处理后稻秆残渣中镉含量降低了80%以上,说明PAA具有去除稻秆中镉的作用;10%NaOH+PAA复合预处理显著改变了稻秆纤维的表面结构,提高了稻秆纤维素的酶解效率;稻秆中的镉含量越高,复合预处理后的酶解效率和葡萄糖产量越高;未经预处理的富镉稻秆纤维素酶解效率和葡萄糖产量均低于无镉稻秆。     

亚硫酸钠预处理提高稻草酶水解糖化效率的研究

研究了亚硫酸钠预处理对稻草化学组分变化及酶水解性能的影响。结果表明,提高温度或增加Na2SO3用量可以脱除更多的木质素和半纤维素,酶水解效率也相应提高,但木质素脱除率达到50%以后,继续增强预处理条件,对酶水解糖得率无显著的促进作用。相比而言,加大Na2SO3用量更有利于使木质素溶出,提高温度更有利于使高聚糖溶出,加大Na2SO3用量比提高温度对酶水解效率的提高影响更显著。通过实验得到亚硫酸钠预处理稻草的最优条件,在温度为140℃,Na2SO3用量为16%,纤维素酶用量为20 FPU/g(对纤维素)时,总糖转化率达到最大,为74.9%,此时的总糖得率为43.5%。     

稻草秸秆3种预处理方法的比较

底物w(纤维素)和w(半纤维素)是木质纤维素转化为乙醇、乳酸和其他化学品最为重要的因素。为了提高底物w(纤维素)、w(半纤维素)和糖化得率,该文采用稀硫酸、氢氧化钠和氢氧化钠联合过氧乙酸等3种化学方法对稻草秸秆进行了预处理。结果表明,用ρ(NaOH)=20 g/L的碱液于85℃与ρ(过氧乙酸)=60 g/L酸液于75℃联合处理秸秆时,秸秆w(纤维素)从41.5%上升到81.5%,w(半纤维素)下降为13.7%,纤维素酶酶解48 h葡萄糖质量浓度达37.7 g/L,木糖质量浓度为12.8 g/L;用ρ(NaOH)=20 g/L碱液于121℃处理秸秆时,秸秆w(纤维素)为66.3%,w(半纤维素)为20.2%,酶解60 h后葡萄糖质量浓度为33.5 g/L,72 h木糖质量浓度为15.1 g/L。     

不同预处理方法对稻秸纤维表面性质的影响

通过对稻秸原料进行水热、酸碱和冷等离子体预处理,分析了纤维表面的浸润性及表面自由基浓度的变化。研究表明,经水热及酸碱预处理后,纤维与水的接触角为90o,稻秸纤维的浸润性改善不明显,经冷等离子改性后,稻秸纤维表面浸润性改善非常明显。水热及乙酸处理有利于提高稻秸纤维的表面自由基浓度,碱处理则降低了稻秸纤维的表面自由基浓度。     

氨水浸泡稻草秸秆对纤维素酶解产糖的影响

为了有效提高木质纤维素酶解糖化率,以稻草秸秆为研究对象,采用氨水预处理实验,考察稻草秸秆粉粒度、氨水质量分数、预处理时间、预处理温度、液固比对稻草秸秆酶解糖化的影响。结果表明:稻草秸秆经60目过筛后用14%氨水按液固比9∶1在50℃处理35h,糖化率达61.42%。     

超声波协同稀碱液处理稻草秸秆酶解糖化的研究

采用超声波与稀碱液联合预处理稻草秸秆,借助红外表征、X衍射和扫描电镜成像分析,对预处理稻草的结构组成以及酶解糖化进行了研究。结果表明:在超声场下的稀碱液能破坏稻草的秸秆结构,使更多的木质素被剥离,并由此提高秸秆的糖化率;与2%碱液处理相比,超声协同下的1%NaOH用量减少50%,纤维素损耗降低4%,稻草秸秆的糖化率达到27%(增加了7%),最终超声协同2%NaOH处理过的秸秆糖化率最高达30%。     

弱碱性过氧化预处理对稻草秸秆酶解糖化的影响

为了提高稻草秸秆的酶解糖化率,对稻草秸秆弱碱性过氧化预处理条件进行了优化。结果表明:弱碱性过氧化预处理降低了稻草秸秆中木质素的含量,提高了纤维素的含量。最优预处理条件为温度40 ℃,时间24 h,H₂O₂质量分数为2.0 %,在此条件下稻草秸秆的酶解糖化率达到了83.23 %,而在相同酶解条件下,预处理温度30 ℃、时间24 h、 2.0 % NaOH处理后稻草秸秆的酶解糖化率为70.38 %。弱碱性过氧化预处理稻草秸秆的糖化率明显高于碱性预处理稻草秸秆的糖化率。同时试验结果表明,木质素的除去率与H₂O₂质量分数有关。当H₂O₂质量分数大于2.0 %后,H₂O₂对木质素的除去选择性降低,木质素的除去率基本保持不变,却增加了半纤维素的损失。     

1,4-二氧六环―盐酸预处理对麦秆化学成分的影响

用1,4-二氧六环―盐酸溶液对麦秆原料进行预处理,考察了预处理时间和盐酸浓度对原料化学成分含量的影响。研究结果表明,1,4-二氧六环―盐酸预处理可有效脱除麦秆中的木质素而保留绝大部分葡聚糖。预处理后浆料中木质素的脱除率随着预处理时间的延长和盐酸用量的增加而提高,高聚糖的降解率也有所增加,其中半纤维素的降解较为严重,而纤维素的降解率小于2%。