农业秸秆类生物质制取生物燃料的研究进展

为了缓解全球能源危机和解决环境污染问题,将农业秸秆类生物质,通过微生物发酵将它们转化为能源及高附加值的化学品,具有重要意义。介绍农业秸秆类生物质的结构成分;综合评述物理和化学预处理方法;重点介绍由农业秸秆类生物质生产乙醇、丁醇的研究现状。指出农业秸秆发酵制取生物燃料工业化进程的关键所在。     

木质纤维素类生物质高温液态水预处理技术

木质纤维素燃料乙醇是可再生能源的重要组成部分,其中可发酵糖的制取技术是木质纤维素乙醇化的关键技术之一。原料经过预处理后再进行酶解被认为是最有前景的糖化方式。高温液态水预处理技术与其它方法相比显示了独特的优势,如不需添加化学试剂、降解产物少等。本文在总结了高温液态水性质的基础上,对它在生物质预处理过程中各组分(半纤维素和木质素)的水解过程及机理进行了较详细的综述和分析。最后对高温液态水预处理技术在木质纤维素糖化领域中的研究和应用前景进行了展望。     

不同预处理方法对玉米秸秆吐温-80/酶水解的影响

比较了稀硫酸、氢氧化钠、氨水和氢氧化钙4种预处理方法对玉米秸秆吐温-80/酶水解的影响,结果表明:氢氧化钠预处理方法效果最佳,得到的总还原糖产率比未处理时提高了10.7倍.其红外光谱和广角X-谢线衍射谱图表明:经氢氧化钠预处理后,玉米秸秆中的木质素含量降低了62%,纤维素的结晶度也有所降低.     

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。     

氨预处理对大豆秸秆纤维素酶解产糖影响的研究

为了提高大豆秸秆酶解产糖能力, 以利于从大豆秸秆中提取生物降解性塑料的原料 ?? 乳酸, 对大豆秸秆纤维素预处理过程的影响因素进行了探索,对预处理前后大豆秸秆的物理结构变化、化学成分变化及预处理条件对大豆秸秆酶水解产糖的影响进行了研究。研究结果表明,粉碎结合氨处理对大豆秸秆酶水解影响较大,较适宜的预处理条件为大豆秸秆粉碎至 140 目,10%氨水处理 24h。经过预处理后大豆秸秆纤维素含量提高 70.27%, 半纤维素含量下降 41.45%, 木质素含量下降 30.16%, 有利于大豆秸秆酶解产糖。     

碱性臭氧预处理对稻草秸秆酶水解的影响

以稻草秸秆为原料经碱性臭氧预处理后进行酶水解,研究了处理前后稻草秸秆半纤维素、纤维素、木质素含量的变化,通过测定酶水解还原糖含量来判断预处理的效果。结果表明,碱性臭氧预处理与碱预处理相比,在稻草秸秆木质素含量与降解上没有什么差异,但酶水解糖化效果更优。经O3/2%NaOH预处理过的稻草秸秆,在pH值5.0、酶用量31.2mg.（g底物）-1、45℃条件下酶水解120h时,还原糖含量达到了902mg.（g稻草秸秆）-1,糖化率达到了92.57%。     

清洁生物质秸秆能源研究进展

秸秆生物质是一种洁净的可再生能源,具有硫、氮含量低,环境污染小等优点。目前,国内外秸秆生物质主要有裂解制取汽柴油、水解生产乙醇、燃料甲醇、厌氧消化制取沼气、固化生物性煤、秸秆发电、生物质制氢等方面技术的研究及应用。阐述了各种技术的特点和存在的问题,提出了清洁秸秆生物质能源应加强裂解液化技术的研究以及工艺过程的开发,并对其未来的应用前景作了一定的预测。     

秸秆制甲烷预处理技术研究进展

秸秆制甲烷对缓解我国能源危机具有重要的意义,前期预处理技术能有效提高秸秆资源的利用率。介绍了秸秆预处理的物理化学法和微生物法,包括蒸汽爆破法、酸法、碱法、双螺杆物化组合法、微波辅助酸/碱法等。对这些方法进行了评价,为其他学者提供参考。     

秸秆预处理方法的研究进展

秸秆的预处理是其木质纤维素发酵成乙醇的关键环节。详细地综述了近年来国内外主要的木质纤维素的预处理方法,为秸秆工业化制取乙醇的研究提供了理论参考。     

秸秆转化成生物质燃料的应用技术研究

秸秆是农业生产中的副产物,也是一种重要的生物质资源.将低品位的秸秆生物质气化为高品位的燃气,可直接作为锅炉燃料供热,又可经净化后为燃气用户集中供气,是实现生物质资源利用的重要途径之一,能实现资源的充分利用,更有助于缓解能源紧缺的矛盾,同时也能解决环境污染问题.综述了将秸秆原料转化为生物质燃料的生物质气化技术,对比分析了...     

玉米秸秆稀硫酸预处理条件的初步研究

初步探讨了利用稀硫酸对玉米秸秆进行水解的影响因素。硫酸浓度、水解温度、水解时间、秸秆粉粒度、灰分含量和固形物含量等对秸秆水解效率有一定影响。在硫酸浓度为1.0%,水解温度120℃,水解时间2 h,秸秆粉粒度20～40目,固形物含量10%的水解条件下,秸秆的水解率为19.2%,还原糖组成主要为木糖和葡萄糖。     

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.     

清洁能源——生物质秸秆的研究进展

介绍了研究清洁能源——生物质秸秆的必要性,综述了生物质秸秆的研究进展,对秸秆发电、制燃料乙醇、生产沼气、热解气法制可燃气等作了详细的论述,提出了秸杆作为21世纪最具开发价值的绿色可再生能源,应加大其研究力度。     

秸秆类生物质热裂解液化技术和运用

介绍了发展秸秆类生物质能意义,简述了国内外生物质热裂解液化的技术和运用。     

木质纤维生物质热化学转化预处理技术研究进展

主要介绍了木质纤维生物质原料的组分,综述了物理法、物理-化学法和化学法3种预处理方式在木质纤维生物质热化学转化中应用的研究进展,并阐述了各预处理方式对原料和转化产物的影响,指出它们在应用方面的缺憾及限制,最后对木质纤维生物质的预处理方式进行了展望.     

水热预处理工艺参数对玉米秸秆组分与酶解效率的影响

采用间歇式水热预处理方法,考察了不同水热预处理温度和处理时间对玉米秸秆主要成分变化的影响以及水热预处理后的纤维素酶解效率。在180～220℃,10～25 min范围内,随温度升高和时间延长预处理后半纤维素移除率和纤维素损失率也随之增大,但木质素质量并未减少反而有所增加。在210℃,25 min时得到最大半纤维素移除率为86.0%。以半纤维素移除率、木质素移除率和纤维素损失率为因变量,处理温度和处理时间为自变量通过多元线性回归分析或二次方程(多元线性回归方程拟合度不佳时)拟合分别获得回归模型。模型显示处理温度和处理时间对三者均具有显著影响。分析敏感性显示处理温度对三种因变量的影响均大于处理时间。经210℃,20 min处理后,纤维素酶解率最高为76.2%,继续提高处理温度和延长处理时间半纤维素移除率提高,但纤维素酶解率下降。     

微波烘焙预处理降解玉米秸秆

用微波可高效对生物质烘焙预处理,考察了不同微波烘焙过程对玉米秸秆主要组分的降解作用及酸、碱、甘油催化剂对纤维素转化效率的影响,并对预处理的玉米秸秆进行酶解实验。结果表明,单纯的微波预处理对玉米秸秆中主要组分纤维素、半纤维素和木质素均有强烈的转化作用。无催化剂微波烘焙后,样品中纤维素含量降低了30%。在微波烘焙中添加酸、碱、甘油催化剂,可选择性降解玉米秸秆中的半纤维素或木质素,有效提高预处理后玉米秸秆中的纤维素含量,添加NaOH后纤维素含量增加最明显,由33%增至42%,纤维素最高转化率达65%。     

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。     

水抽提物对稀酸预处理玉米秸秆酶水解的影响

采用水抽提方法得到玉米秸秆中的水抽提液,研究水抽提液、水抽提液的稀酸水解液对水抽提玉米秸秆和稀酸预处理的水抽提玉米秸秆酶水解性能的影响。研究结果表明,与未处理玉米秸秆相比,水抽提玉米秸秆的酶水解性能有所提高,从48 h的9.88%提高到23.56%;与稀酸预处理玉米秸秆相比,稀酸预处理的水抽提玉米秸秆酶水解性能略有提高,从48 h的67.07%提高到73.44%;通过向水抽提玉米秸秆和稀酸预处理的水抽提玉米秸秆中添加水抽提液的酶水解结果表明,与未添加的空白样相比,添加水抽提液对酶水解得率的影响极小(2%以内),但水抽提液经过稀酸水解后再添加到水抽提玉米秸秆和稀酸预处理的水抽提玉米秸秆中,可以发现与未添加的空白样相比,酶水解得率大幅度降低,酶解48 h时分别下降了15.03%和13.96%,这说明水抽提液在稀酸预处理过程中产生了对酶水解有抑制作用的物质。因此,通过水抽提去除部分水抽提物可减少稀酸预处理过程中抑制物的产生,从而提高酶水解得率的能力。     

二元离子液体强化秸秆预处理

为了提高生物质秸秆的溶解率、优化秸秆组分再分布,采用1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim][OAc])的二元离子液体混合体系,考察溶剂组成、反应温度和处理时间三因素对预处理的影响。结果表明,随着[Bmim]Cl在二元离子液体中摩尔比的升高,秸秆溶解率呈先上升后下降的趋势;纤维素在处理后秸秆中所占比例也遵循此规律。随着温度升高,溶解率逐渐增加,当温度超过100℃时,二元离子液体溶解液的黏度发生突变,秸秆发生变性;此外,随着处理时间的延长,溶解率逐渐升高,但是超过3 h以后,溶解效果提升并不明显。综合各因素作用效果,确定最佳反应温度为90℃,最佳处理时间3 h。在此条件下,秸秆的溶解率达到46.53%,经处理后秸秆中纤维素比例达到55.77%。