深度共熔溶剂预处理木质纤维素生物质研究进展

木质纤维素生物质转化为生物燃料或化工产品一般需经历预处理、酶解及发酵过程,因其复杂的化学结构,在酶解前通常进行预处理以破坏其致密结构,提高酶与纤维素的可及性。深度共熔溶剂（DES）是一类新型的“绿色”溶剂,具有制备简单、价格低廉、性质可调、可生物降解、可循环使用等优势,可有效去除木质素组分,同时保留大部分纤维素,在生物质预处理方面具有巨大的潜力。本文介绍了DES的构成、分类及理化性质,总结了DES预处理对生物质组分的影响,并对预处理效果的影响因素如底物和DES的类型、溶剂黏度、温度、生物载量、微波及超声波辅助工艺和两阶段处理工艺等方面进行分析,探讨了DES和生物的相容性,最后针对DES存在的问题及缺点,提出了理性设计和大规模利用DES的机遇与挑战,本文可为实现生物质的低成本预处理和高价值利用提供新的思路。     

低共熔溶剂预处理杨木水解渣拆解木质素

为高效去除木质纤维素中的木质素,获得富含纤维素的底物,实现木质纤维素组分的单一分离与组分全利用,制备合成了6种三元低共熔溶剂(deep eutectic solvent, DES),利用DES预处理已去除半纤维素的杨木水解渣,研究了6种低共熔溶剂对木质素去除和纤维素保留的影响,并优化获得了最佳的预处理工艺参数。结果表明,6种DES中苄基三乙基氯化铵-乙二醇-氯化铁(T-EG-Fe)的预处理效果最优,木质素去除率为80.46%,纤维素保留率为90.81%。优化得到T-EG-Fe预处理杨木水解渣最佳工艺条件为:反应固液比为1∶15,反应温度为130℃,反应时间为5h,在最优条件下预处理得到的固体残渣中纤维素质量分数为92.78%,木质素质量分数为5.33%。T-EG-Fe具有高效拆解木质素的潜力,在木质纤维素预处理过程中具有一定的应用价值。     

木质纤维素预处理技术研究进展

木质纤维素转化燃料乙醇一般需要经过原料预处理、酶水解和发酵过程。由于木质纤维原料化学结构复杂、直接酶解效率非常低,一般在酶水解之前需要进行适当的预处理以打破其致密结构,增加纤维表面积,提高后续纤维素酶的可及性。预处理程度直接影响纤维底物后续酶水解的效果。本文在木质纤维素常用预处理技术分析的基础上,重点讨论了3种相对高效的预处理技术：微波辅助离子液体预处理、两阶段深度共熔溶剂（DES）预处理和氯化铁预处理技术,分析了它们的优势、不足及发展现状。文中指出微波辅助离子液体预处理可有效解构木质素和半纤维素,破坏纤维素结晶区域,利于后续酶解,但微波加热过程会使离子液体分解和部分底物碳化。两阶段DES预处理可有效提高酶水解效率,但是预处理后原料中残留的DES可能会对后续反应中纤维素酶和微生物产生抑制作用。氯化铁预处理可有效破坏木质素与碳水化合物间的结合键,脱除底物中的半纤维素,而对木质素和纤维素降解较少,具有很好的发展前景。由于单一预处理技术的局限性,寻求低成本高效的联合预处理技术将是未来重点发展的方向。     

木质纤维素可再生生物质资源预处理技术的研究进展

阐述了由木质纤维素可再生生物质资源制备生物燃料乙醇对我国可持续发展的重要意义.针对木质纤维素可再生生物质资源利用的关键技术,综述了国内外对木质纤维素可再生生物质资源预处理的研究进展,并重点介绍了物理法、化学法、物理-化学法和生物法预处理木质纤维素可再生生物质资源的技术.最后对木质纤维素可再生生物质资源预处理技术和应用前景进行了展望.     

木质纤维素快速热解产物生产燃料乙醇研究进展

介绍了目前木质纤维素原料的预处理、快速热解、快速热解产物的处理和热解液发酵的国内外研究进展情况,并对木质纤维素生产乙醇存在的问题和热解产物生产燃料乙醇方法等方面进行了探讨及分析.     

木质纤维原料蒸汽爆破-生物联合预处理及其生物脱毒研究进展

在木质纤维素类生物质结构中,木质素是生物质中纤维素与半纤维素进行生物降解的天然抗性屏障,预处理是打破木质纤维素抗性结构这一阻碍生物转化与利用瓶颈的最主要途径。本文分别概述了木质纤维素蒸汽爆破预处理技术与生物预处理技术的研究现状,介绍了蒸汽爆破-生物联合预处理的研究进展,分析了蒸汽爆破预处理过程中抑制物产生的机理和主要抑制物的种类,并提出了具有脱毒效果的蒸汽爆破-生物联合预处理技术,以及木质纤维素高效预处理技术研究发展方向。     

芬顿反应用于木质纤维素生物质预处理的研究现状

从全球面临的能源现状出发,结合我国生物质资源的概况,概述了国内外木质纤维素生物质的资源转化和木质纤维素类生物质预处理的研究现状和进展,重点论述了芬顿反应在木质纤维素生物质预处理中的应用现状和研究进展,分析了芬顿预处理的优缺点以及目前急需解决的问题,指出了芬顿反应预处理木质纤维素生物质的发展方向,并对其发展前景进行了展望。     

木质纤维素水解糖制取的研究进展

木质纤维素资源丰富,高效制取可利用的纤维素水解糖是实现其高附加值产品生产的关键,能够促进后续生物基产品的开发和产业化进程。预处理和水解糖化技术将木质纤维素转化为含有单糖的纤维素水解液,利用活性碳和离子交换等方法净化脱毒后的水解液再经浓缩、结晶等步骤最终可获得纤维素水解糖晶体。文章综述了木质纤维素水解糖制取中原料的预处理、水解糖化、净化脱毒和浓缩结晶等关键技术的最新研究进展,并展望了今后的发展趋势。     

天然低共熔溶剂在木质纤维素预处理中的应用

综述了天然低共熔溶剂在木质纤维素预处理应用的研究进展,归纳了熔点、密度、黏度、溶解性四大理化性质,总结了羧酸类、多元醇类这两种二元天然低共熔溶剂、三元天然低共熔溶剂在木质纤维素类生物质预处理中的应用,并概括了微波超声辅助预处理、多元天然低共熔溶剂协同预处理、两阶段协同预处理在木质纤维素类生物质预处理中的应用,分析并展望了未来天然低共熔溶剂的研究方向,为采用绿色新型溶剂预处理木质纤维素类生物质提供新思路。     

利用木质纤维素生产燃料酒精研究进展

木质纤维素的生物化学转化生产燃料酒精是采用较广泛的一种途径,主要包括预处理、糖化、发酵等工艺,预处理是生物转化的关键步骤,影响整个纤维素酒精生产过程.综述了木质纤维素经过生物化学转化和热化学转化生产燃料酒精的研究进展,并对木质纤维紊酒精研究面临的问题及今后的研究方向进行了展望.指出在木质纤维素糖化和发酵工艺方面,需通过多学科的整合,提高糖转化率和酒精的得率,降低生产成本、加速木质纤维素燃料酒精的商业化应用.