玉米秸秆发酵制备燃料乙醇生产工艺的思考

玉米秸秆属于再生资源的一种,并且具有原材料廉价和资源数量丰富的特点,主要由纤维素和木质素构成,秸秆在经过一定加工工艺后,如预处理、水解处理、发酵处理会分解产生乙醇,这种乙醇极其适合应用在工业燃料制作中。为此,本文分析了玉米秸秆的成分,以及其预处理、水解、发酵等相关加工工艺,旨在为玉米秸秆制备燃料乙醇提供技术参考。     

双酵母发酵膨化秸秆酶解液产乙醇研究

为了提高玉米秸秆的酶解率,对玉米秸秆进行膨化预处理,以乙醇质量浓度为影响值设计实验,研究时间、含氮量、温度、酵母比例四因素对发酵过程的影响。通过单因素试验及正交试验确定了双酵母发酵的最佳试验条件为48 h、含氮质量分数0.25%、33℃、酿酒酵母与毕赤酵母体积比3∶7,乙醇质量浓度可达10.2 g/L。本试验为秸秆乙醇的产业化生产提供技术依据。     

乙酸预浸对玉米秸秆蒸汽爆破预处理的影响

对经乙酸预浸汽爆预处理的玉米秸秆进行了组分含量和抑制物分析,并研究了玉米秸秆预处理后的酶水解性和同步糖化发酵。与未经乙酸预浸相比,乙酸预浸玉米秸秆能在相对低温下进行汽爆预处理,在提高半纤维素水解程度的同时,并不会明显增加糠醛等发酵抑制物。酶水解实验表明,玉米秸秆经乙酸预浸,再以 200 ℃ 进行汽爆后的酶水解效果较好,每克原料可获得 284 mg 葡萄糖,提高了 10.2 %,为理论值的 76.8 %;乙酸预浸玉米秸秆经过 96 h 同步糖化发酵,获得了 22.5 g/L 的乙醇浓度,为理论值的 72 %;相比未经乙酸预浸的玉米秸秆,提高了11.9个百分点。     

一种有潜力的生物燃料原料——秸秆

秸秆是一种用作生物燃料、具有潜力的原料,如玉米秸秆、大麦秸秆、小麦秸秆、细条芦笋和稻谷秸秆等.阐述了美国能源部重点开发高效发酵微生物,把生物质原料转化成乙醇的5项乙醇转化项目,该项目预计用3年时间完成,投资约2330万美元.介绍了美国能源部投资12亿美元,在6家生物炼制厂用4年时间,每年生产4.92亿L纤维素乙醇的计划.     

秸秆生产乙醇示范工程进展

在简述发展秸秆乙醇必要性的基础上,概述了秸秆乙醇生产技术中的3个环节:秸秆原料预处理技术、秸秆纤维素水解技术、五碳糖与六碳糖发酵技术.深入分析了国内外秸秆乙醇的产业化现状,最后对发展秸秆乙醇项目提出了建议.     

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。     

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%。     

稀硫酸预浸渍对玉米秸秆蒸汽爆破预处理的影响

为提高纤维素乙醇生产中传统蒸汽爆破预处理的效果,以稀硫酸（质量浓度0．2％）对玉米秸秆进行预浸渍,再于190～210℃对其进行汽爆预处理。结果表明：稀硫酸预浸渍有利于增强汽爆过程中半纤维素的水解程度,并能有效减少乙酸的生成;200℃预处理玉米秸秆经过96h同步糖化发酵,最终乙醇浓度为22．5g·L-1,为理论值的76％,较预浸渍前（19．0g·L-1）明显提高。稀硫酸预浸渍能够增强玉米秸秆的汽爆预处理效果。     

溶剂脱毒汽爆玉米秸秆对酶解以及发酵的影响

以脱毒对酶解及发酵的影响为研究对象,以酶解还原糖得率及发酵乙醇质量浓度为指标,采用溶剂萃取的方法对无催化汽爆玉米秸秆进行萃取脱毒。结果表明,酶解还原糖得率随着萃取剂及萃取方式介于34.85%和89.7%,酶解还原糖得率和发酵乙醇质量浓度与脱毒有机溶剂的沸点高度负相关,表明有机溶剂的残留是导致酶失活的主要原因。而对于所考察的溶剂,乙醇产率为0.47～0.49 g乙醇/g还原糖,表明有机溶剂残留对乙醇发酵并无显著影响。采用乙醚和丙酮的组合萃取,乙醇最高产率可以达到理论值的96.1%。     

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。     

发酵抑制物对葡萄糖发酵产乙醇的影响

在纤维素乙醇研究中,木质纤维原料在酸性预处理过程中会产生甲酸、乙酸、乙酰丙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛等发酵抑制物,这些发酵抑制物会影响葡萄糖发酵生产乙醇的收率。本文考察了发酵液中各种发酵抑制物含量对高温超级酿酒酵母发酵乙醇收率的影响。研究结果表明,多种发酵抑制物的协同作用对乙醇发酵的影响要高于单一种类发酵抑制物对乙醇发酵的影响。发酵液中发酵抑制物总量一般控制在3.0g/L以内时,对葡萄糖发酵生产乙醇的抑制作用不明显。     

同步闪蒸汽提发酵制乙醇

为提高乙醇生产发酵强度,提出了同步汽提闪蒸乙醇发酵新过程。该过程集合了闪蒸发酵和汽提发酵的优点,在发酵的同时能更有效地在位分离乙醇,从而提高发酵强度。通过与普通发酵、闪蒸发酵、汽提发酵等过程进行间歇实验比较,同步闪蒸汽提发酵过程具有发酵强度高的优势;而且,采用耐高温酵母高温发酵、提高通气量、闪蒸罐的进料流速可进一步提高其发酵强度。该过程简单、高效,具有工业应用的潜力。     

乙醇发酵原位分离产物耦合方法研究进展

乙醇发酵过程存在明显的产物抑制现象,严重制约了乙醇产率的提高。乙醇发酵与产物分离的耦合可有效解决这一难题,目前乙醇发酵耦合产物分离的方法主要有乙醇气提发酵、乙醇真空发酵、乙醇吸附发酵、乙醇萃取发酵、乙醇膜分离发酵等。作者主要概述了各种乙醇发酵耦合产物分离方法的研究进展,并对今后乙醇发酵耦合产物分离研究开发提出了展望。     

橡子粉同步液化糖化产燃料乙醇的发酵条件优化

以除去单宁的橡子粉为原料,应用活性干酵母同步液化糖化发酵(SLSF)制备燃料乙醇,并通过单因素试验和正交试验优化发酵条件。结果表明,同步液化糖化发酵技术适用于橡子粉发酵制备燃料乙醇;发酵的最佳条件为:除去单宁的橡子粉20 g,料液比为1:3(g:mL),淀粉酶100 U/g,糖化酶3 750 U/g,活性干酵母1.50%;在30 ℃静止发酵120 h,发酵液中的乙醇质量浓度达到106.5 g/L,橡子淀粉的乙醇转化率达到89.36 %。采用橡子粉发酵法制备燃料乙醇与以玉米等粮食作物为原料制备的燃料乙醇质量浓度相当,可以替代粮食作物生产燃料乙醇。     

固定化酵母乙醇萃取发酵研究

以十二烷醇为萃取剂，对固定化酵母乙醇萃取发酵进行了研究。探讨了萃取剂对酵母细胞的毒性，以及萃取剂用量、搅拌转速、基质浓度等因素与乙醇萃取发酵的关系，并测定了萃取过程中乙醇的分配系数。为固定化酵母乙醇发酵与溶剂萃取耦合新工艺的开发研究提供了资料。     

乙醇浓醪发酵技术研究进展

乙醇浓醪发酵具有高细胞密度、高产物浓度和高生产速率等特点,是乙醇工业的发展目标和方向。采用乙醇浓醪发酵技术,具有节约工艺用水、提高设备利用率、降低能耗等优势,是提高乙醇发酵工业效益的重要途径。研究乙醇浓醪发酵具有十分重要的现实意义。本文综述了乙醇浓醪发酵技术研究进展,介绍了乙醇浓醪发酵定义、优势以及影响乙醇浓醪发酵的因素。指出降低发酵醪液黏度、筛选高耐性酿酒酵母、改变发酵工艺模式、添加适宜酶制剂以及营养物质是实现乙醇浓醪发酵技术的主要途径,其中筛选高耐性的酿酒酵母是实现乙醇浓醪发酵技术的关键。     

酿酒酵母乙醇耐受性的研究进展

酿酒酵母是重要的工业微生物之一,具有发酵速度快、乙醇产量高特性,主要应用于乙醇和酿酒行业。但在发酵过程中,随着乙醇积累会对酵母细胞产生毒害作用,从而抑制了菌体细胞生长和乙醇进一步形成。因此,对酿酒酵母乙醇耐受性机制研究具有重要的理论和实际意义,也为选育具有较强乙醇耐受性的酵母菌种提供了理论基础。本文综述了酿酒酵母乙醇耐受性研究进展,介绍了酿酒酵母乙醇发酵途径、乙醇耐受性机理,主要阐述了提高酵母乙醇耐受性方法。指出加强酵母乙醇耐受性机理研究,了解乙醇耐受性与其他胁迫耐受性联系,最终提高酵母菌乙醇转化效率是未来研究关键。     

酒精-沼气双发酵耦联工艺中丙酸对酿酒酵母酒精发酵的影响(英文)

Propanoic acid accumulated in an ethanol-methane coupled fermentation process affects the ethanol fermentation by Saccharomyces cerevisiae. The effects of propanoic acid on ethanol production were examined in cassava mash under different pH conditions. Final ethanol concentrations increased when undissociated propanoic acid was <30.0 mmol·L-1 . Propanoic acid, however, stimulated ethanol production, as much as 7.6% under proper conditions, but ethanol fermentation was completely inhibited when undissociated acid was >53.2 mmol·L-1 . Therefore, the potential inhibitory effect of propanoic acid on ethanol fermentation may be avoided by controlling the undissociated acid concentrations through elevated medium pH. Biomass and glycerol production decreased with propanoic acid in the medium, partly contributing to increased ethanol concentration.     

冰糖橙皮渣发酵产燃料乙醇的工艺优化

采用纤维素酶、果胶酶和β-葡萄糖苷酶对冰糖橙皮渣进行水解,所得还原糖液接种异常毕赤酵母进行发酵,考察了酵母接种量、发酵时间、pH和发酵温度等单因素对乙醇得率的影响。单因素结果表明:接种量为12%、发酵时间72 h、pH 4.5、发酵温度33℃时乙醇得率最高。在此基础上设计L9(34)正交实验。结果表明,最佳工艺条件为pH 4.5,接种量12%,发酵时间72 h,发酵温度30℃。在此条件下乙醇产率为0.2451 g/g,显著高于单因素实验(0.2263 g/g)和正交实验结果(0.2329 g/g)。     

连续发酵生产乙醇的过程模拟与优化研究

对发酵过程进行模拟优化是降低乙醇生产成本、促进乙醇工业化生产的有效途径。考虑到乙醇发酵过程中存在的各种竞争性抑制作用,结合连续生产的全混釜模型方程,利用AspenPlus软件编写并建立了用户模型,实现了玉米清液连续发酵制乙醇过程的全流程模拟,模拟结果与工厂生产所测数据一致。同时对发酵过程进行了分析,优化了生产条件。计算结果表明,发酵罐中糖液的进料情况对结果影响较大,预发酵以及酵母回流是为了维持系统内合适的菌体浓度,需要根据实际情况调整;为了避免系统染菌,发酵过程宜采取带压操作,压力0.12~0.14MPa为佳;工厂实际生产工艺中,前3个发酵罐的热负荷较大,需要重点采取散热措施。对发酵系统进行热量优化有利于生产发酵罐的温度控制,提高产品质量。