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.     

木质纤维素原料预处理技术研究进展

燃料乙醇是目前世界上生产和使用规模最大的生物质能源,木质纤维素作为一种可转化为燃料乙醇的可再生资源,预处理工艺是其转化过程中的关键步骤和限制因素。文章阐述了木质纤维原料常用的预处理技术、当前研究较多的有机溶剂预处理技术以及有机溶剂预处理技术存在问题。     

木质纤维素类原料生物炼制预处理技术的研究进展

木质纤维素原料结构的复杂性导致其不能实现高效转化,其预处理技术作为高效转化的关键步骤,已成为世界各个国家研究的热点。通过物理法、化学法、物理化学法、生物法等多种预处理手段,可使后续过程的转化效率提高。该文论述了国内外预处理研究近况,并对各种方法优劣点进行分析和讨论,在此基础上提出了一种崭新的预处理方法——"含氧类自由基氧化处理法",最后对木质纤维素原料预处理的前景进行了展望。     

木质纤维原料预处理技术

木质纤维原料作为一种可转化为液体燃料的可再生资源,其转化利用已成为必然趋势,而木质纤维原料的预处理是利用木质生物资源生产乙醇的一个重要环节。文章阐述了木质纤维原料的常用预处理技术,并对其发展前景作了展望。     

纤维素乙醇的原料预处理方法及工艺流程研究进展

木质纤维生物质是储量丰富且最有前景的生产燃料乙醇的可再生生物质资源,利用木质纤维生物质生产乙醇主要包括以下步骤：原料预处理、发酵以及产物分离纯化,其中,原料的预处理工艺是限制纤维素乙醇产业化的一个技术瓶颈。本文对酸法、碱法、蒸汽爆破法、合成气法等7种典型预处理方法进行了介绍并对其工艺流程进行简要的说明,同时对不同的预处理方法的优劣、适用范围和工艺流程转化效率等进行了对比,以期为纤维素乙醇预处理方法的工艺选择和评价提供一些参考。提出了纤维素乙醇的产业化前景：不同预处理技术的合理结合使用会有效提高转化率;较好的过程设计能够降低成本,有利于整个过程的经济性。     

木质纤维原料预处理技术的研究进展

木质纤维是地球上最丰富的可再生资源,木质纤维资源的转化利用已成为必然趋势,而在木质纤维功能转化中预处理技术起着非常重要的作用。文章阐述了木质纤维原料的常用预处理技术,并对其发展前景作了展望。     

用木质纤维素原料生产燃料乙醇预处理工艺研究进展

预处理是利用木质纤维素原料生产燃料乙醇过程中的关键步骤,其直接影响木质纤维素的水解效率和乙醇的生产成本。目前,对木质纤维素原料的预处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法和生物法。文章对以上几种预处理方法的研究进行了简要综述,并对各种方法的优缺点进行了分析和讨论,最后对木质纤维素原料生产燃料乙醇预处理方法进行了展望。     

木质纤维素类生物质厌氧消化预处理技术研究进展

为提高木质纤维素类生物质厌氧消化的效率,必须进行预处理,综述了国内外几种预处理方法,包括物理法、化学法、生物法、混合法预处理技术的研究进展,并对预处理技术的发展进行了展望。     

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。     

玉米芯制备木糖预处理方法的研究进展

玉米芯等木质纤维素类生物质作为最丰富的可再生资源,经过预处理后可生产木糖、木糖醇等高附加值产品。预处理可以提高酶解效率与还原糖产量。预处理方法可分为4种:物理法、化学法、物理-化学法、生物法。本文主要介绍了玉米芯的组成以及不同预处理方法的优缺点,为充分利用玉米芯提供参考。     

纤维素燃料乙醇生产技术研究进展

纤维素燃料乙醇已成为下一代燃料乙醇的必然发展方向。文章综述了近年来以木质纤维素为原料生产燃料乙醇的关键技术,重点对物理法、化学法、蒸汽爆破法、生物法等木质纤维素原料预处理技术,酸水解、酶水解等水解(糖化)技术,以及直接发酵法、水解发酵两步法、同步水解发酵法等发酵工艺进行了总结,并指出了未来纤维素乙醇的产业化过程中必须解决的关键问题和发展趋势。     

竹材制取生物乙醇原料预处理技术研究进展

竹子具有可再生性强、生长周期短且富含纤维素、半纤维素,是生产乙醇的重要潜在原料之一。目前有关木质纤维素乙醇的研究主要围绕原料预处理、酶解、发酵三大关键步骤进行,其中原料预处理的能耗和效率问题是该工艺的重要制约因素。本文在综述国内外木质纤维素乙醇原料预处理的基础上,着重分析了竹材的化学组成和结构以及各种竹材预处理的优缺点。包括机械粉碎法能耗大,蒸汽爆破法对设备的要求高,化学方法易造成环境污染,生物方法生产周期长、效率低,离子液体优点明显但需要更深入的研究。提出采用不同预处理工艺联合使用,以期达到优势互补的目的。     

低共熔溶剂和次氯酸钠组合预处理秸秆及在丁醇发酵中的应用

随着传统化石能源日趋枯竭，木质纤维素生物质等可再生资源的综合利用得到越来越多的关注。为了更好地利用木质纤维素生物质，采用物理、化学或生物方法降低其结构顽抗性是必不可少的步骤。在前期研究中，本文作者所在实验室发现了一种乙胺盐酸盐为氢键受体、乳酸为氢键供体的新型低共熔溶剂（EaCl∶LAC），其对玉米芯有很好的去除半纤维素的作用。本文将EaCl∶LAC用于预处理水稻秸秆，并结合碱性氧化剂NaClO，进一步提高了木质素的去除率。在最优条件下，经EaCl∶LAC/NaClO预处理后水稻秸秆的半纤维素和木质素的去除率分别为94.9％和80.2％。将预处理后水稻稻秆经纤维素酶解可得到总还原糖浓度为60.46g/L的秸秆水解液。采用梭菌Clostridium saccharobutylicum DSM13864利用稻秆水解液进行丁醇发酵，72h后丁醇浓度为10.16g/L，丁醇的糖醇产率为0.22g/g_{total sugar}。本文提供了一种提高木质纤维素生物质酶解效率和水解液还原糖浓度的方法，无需外源添加葡萄糖和脱毒处理，可直接用于发酵合成生物丁醇。     

Comparison of atmospheric aqueous glycerol and steam explosion pretreatments of wheat straw for enhanced enzymatic hydrolysis

BACKGROUND: The oversupply of cheap glycerol by the oleochemicals industry together with problems occurring in low‐boiling‐point organosolv pretreatments, has generated an interest in the use of glycerol in the organosolv pretreatment of lignocellulosic biomass. Atmospheric aqueous glycerol autocatalytic organosolv pretreatment (AAGAOP) is a promising strategy that can effectively enhance enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass. As a cost‐effective technique, steam explosion pretreatment (SEP) is being adopted in industrial applications. Accordingly, work has been carried out to investigate how AAGAOP enhanced enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass compares with the SEP method. RESULTS: Under controlled laboratory conditions, based on ≥ 90% cellulose recovery, AAGAOP removed ≥ 60% hemicellulose and ≥ 60% lignin from wheat straw while SEP led to ～80% hemicellulose and 10% lignin removal. Enzymatic hydrolysis yields of AAGAOP and SEP reached ～90% and ～70%, respectively. Physical‐chemical structural characterization by scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT‐IR), helped explain the above results. The two methods gave priority to dissociating the guaiacyl lignin and had a relatively small effect on syringyl units. However, AAGAOP exhibited a superior performance. CONCLUSION: The two methods enhanced the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass by removing and/or altering physical‐chemical structural impediments. The AAGAOP technique, with some special advantages, was more effective than SEP in enhancing the recovery and enzymatic digestibility of cellulose. Copyright © 2008 Society of Chemical Industry     

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。     

电解水预处理对玉米秸秆和柳枝稷酶解产糖的研究

预处理是利用生物质原料制备燃料乙醇的工艺过程中至关重要的一步。以电解水为介质对玉米秸秆和柳枝稷进行预处理,考察了不同预处理条件对这两种生物质酶催化水解性能的影响。玉米秸秆预处理试验条件为:165、180和195℃;10、20和30 min。柳枝稷预处理试验条件为:170、185和200℃;5、15和25 min。结果表明,电解水预处理法针对不同的生物质有较好的处理效果,在玉米秸秆和柳枝稷的试验中,分别获得了83%和67%的纤维素转化率。同时,电解水预处理过程中,木糖只有在较高温度(195℃和200℃)时,才发生明显的降解。HPLC检测表明预处理过程中生成的发酵抑制物较少。     

Comparison of Ultrasonic and CO(2) Laser Pretreatment Methods on Enzyme Digestibility of Corn Stover

To decrease the cost of bioethanol production, biomass recalcitrance needs to be overcome so that the conversion of biomass to bioethanol becomes more efficient. CO(2) laser irradiation can disrupt the lignocellulosic physical structure and reduce the average size of fiber. Analyses with Fourier transform infrared spectroscopy, specific surface area, and the microstructure of corn stover were used to elucidate the enhancement mechanism of the pretreatment process by CO(2) laser irradiation. The present work demonstrated that the CO(2) laser had potential to enhance the bioconversion efficiency of lignocellulosic waste to renewable bioethanol. The saccharification rate of the CO(2) laser pretreatment was significantly higher than ultrasonic pretreatment, and reached 27.75% which was 1.34-fold of that of ultrasonic pretreatment. The results showed the impact of CO(2) laser pretreatment on corn stover to be more effective than ultrasonic pretreatment.     

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...     

基于离子液体的生物质组分分离研究进展

生物质资源的开发利用是解决资源危机和能源危机的重要途径,但传统的生物质组分分离工艺效率较低且污染严重,极大地制约了生物质资源的高值化利用。作为一类新型溶剂,离子液体可以溶解纤维素、木质素和天然生物质材料,为生物质的组分分离及加工转化提供了有力的工具。本文简述了离子液体在生物质组分分离中的应用,包括离子液体作为溶剂直接从木质纤维素类生物质中提取分离纤维素和木质素,以及在离子液体介质中通过化学反应降解生物质来分离主要组分的方法。从离子液体优选、反应路径设计、生物质预处理、溶解条件和再生剂等方面分析了生物质组分分离工艺。成本高、效率低且容易引起二次污染是阻碍离子液体用于生物质组分分离的主要因素。为了提高生物质组分分离的经济性和绿色性,今后应着力设计低成本、低黏度、热稳定性强和低毒的离子液体,研发绿色高效的生物质组分分离工艺和离子液体再生方法。