纤维素类物质生产乙醇研究进展

纤维素类物质是可再生资源,资源丰富,利用纤维素类物质制备燃料乙醇是发展新能源重要途径。该文综述利用纤维素类物质生产乙醇研究进展,重点介绍预处理、糖化、发酵等工序。     

碱性过氧化氢预处理后汽爆玉米秸秆半同步糖化发酵生产乙醇

为了实现纤维素乙醇生产的"三高"(高浓度、高转化率和高发酵效率)指标,以复合预处理处理后的玉米秸秆为基质,探究其半同步糖化发酵工艺过程。通过对其高底物浓度预酶解过程特性考察,确定其最佳预酶解工艺为:在加酶量30 FPU/g干基质和50℃下,以15.6%(w/v)为起始基质浓度,在酶解12 h时补加相当于20%(w/v)初始基质浓度的干物料后继续酶解24 h。在最佳预酶解工艺基础上,探究了培养基成分和培养条件对乙醇发酵的影响,确定了发酵过程工艺:酵母提取物16 g/L、接种龄20 h、接种量0.6 g干菌体/L、发酵温度39℃和PEG4000 0.01 g/g干基质。在最佳的半同糖化发酵工艺下,发酵24 h后,乙醇产量达73.75 g/L,发酵效率为3.07 g/(L·h),转化率为61%。结果表明通过补料半同步糖化发酵过程可以实现高浓度和高发酵效率双重目标,这有利于推进纤维素乙醇生产的工业化发展。     

小麦秸秆同步糖化发酵制取燃料乙醇

利用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae BY4742对小麦秸秆同步糖化发酵(simultaneously saccharification and fermentation,SSF)生产燃料乙醇的条件进行了研究,系统考察和研究了温度、固体含量、纤维素酶投加量、酵母菌浓度对SSF过程中乙醇浓度和产率的影响,并对以上参数做了初步优化,以提高最终乙醇浓度和产率。结果表明,小麦秸秆同步糖化发酵乙醇的最优条件为:温度38℃,固体含量16.0%(m/V),纤维素酶投加量35FPU/g底物,酵母菌浓度8 g/L。在此条件下,NaOH预处理后的小麦经过120 h同步糖化发酵,乙醇浓度达到最大值,为38.32 g/L,产率达理论产率的71.71%,木糖浓度为12.94 g/L。     

底物添加策略对纤维素乙醇同步糖化发酵的影响

利用玉米秸秆气爆预处理后的产物进行同步糖化发酵,研究了不同的底物添加策略对同步糖化发酵的影响。结果表明,通过分批添加底物,能提高木糖利用率,乙醇产量接近理论转化率(包括木糖)的50%;仅利用固形物进行同步糖化发酵,通过改变固形物浓度能有效提高乙醇终浓度,最大可达到49.9 g/L,转化率最高可达82.7%。采用不同的底物添加能有效改善同步糖化发酵过程中对木糖的利用率、乙醇终浓度以及乙醇转化率。     

纤维素乙醇生产中的预处理技术

当前,寻求可再生的清洁能源成为全球亟待解决的问题。纤维素原料十分丰富,又是可再生资源,利用纤维素制备纤维素燃料乙醇是发展新能源的重要途径,具有巨大的潜力和可再生性。纤维素原料的预处理是其转化乙醇过程中的关键步骤,直接影响着纤维素的水解效率和纤维素产生乙醇的生产成本。本文简要综述了各种纤维素原料预处理方法,并对各种方法的优缺点进行了分析和讨论。     

向日葵秸秆发酵生产乙醇工艺的研究

研究了向日葵秸秆同步糖化发酵生产乙醇的最佳工艺条件.考察了不同预处理方法对秸秆处理效果的影响,确定1％ H2SO4处理为最佳预处理方法;通过单因素和正交实验,确定向日葵秸秆同步糖化发酵乙醇的最佳条件为:发酵时间120 h,料液比1:45,接种量4％,pH5.0,发酵温度35℃,在此条件下乙醇浓度为3.88 ％vol,还原糖利用率为96.16％.     

纤维素类物质发酵生产燃料乙醇的研究进展

随着全球性能源危机、粮食危机和环境危机的到来,利用可再生的纤维素类物质生产燃料乙醇已引起世界各国的高度重视.将纤维素生物质转化为燃料酒精,可以降低传统以粮食为原料的酒精发酵工业的成本,充分利用可再生资源.综述了纤维素类物质转化为酒精等方面的研究进展,并重点阐述了纤维素发酵制燃料乙醇的预处理、糖化、发酵工艺.     

小麦秸秆木质纤维素预处理技术研究

预处理是有效利用作物秸秆的重要环节.探讨了酸碱处理、冷冻、高温高压等物理化学方法处理对小麦秸秆的影响.结果表明,经稀硫酸在121℃高温蒸煮小麦秸秆60min后,溶液中还原糖含量显著提高,秸秆降解率可达20.6%.     

利用纤维素作物生产乙醇预处理技术

纤维素作物中的纤维素、半纤维素、木质素紧密结合在一起,经预处理后可以水解半纤维素和纤维素,并破坏木质素,增大物质与酵母的接触面积,从而增大乙醇产量.总结了目前较有成效的预处理技术,并对其进行了比较,指出了未来发展的方向.     

利用改进的耐高温酵母菌发酵木质纤维素生产生物乙醇的研究进展

联合生物加工(CBP),是一个有效的利用木质纤维素生产乙醇的新工艺。它是一个将酶的生产、糖化和发酵集合成一体的过程。与其他工艺相比,新工艺在底物和原料消耗方面相对降低,操作相对简化。同步糖化发酵(SSF)工艺则是在工艺采用一步发酵法,简化了设备,节约了总生产时间,提高了生产效率。本文主要对近年来利用CBP和SSF将木质纤维素发酵生产乙醇的工艺进行了综述。他们的研究重点是具有纤维素水解、耐高温的酵母菌的修饰和改造。     

麦秆碱预处理和同步糖化发酵工艺优化研究

通过响应面法和正交实验分别优化了麦秆的碱预处理工艺条件和同步糖化发酵工艺条件。首先以麦秆为底物通过Box-behnken设计研究了预处理温度、NaOH质量分数、预处理时间和底物质量浓度对总还原糖含量的影响;然后通过正交实验对碱预处理麦秆的同步糖化发酵工艺进行优化。结果表明:最佳碱预处理工艺条件为预处理温度137.64℃、NaOH质量分数6.72%、预处理时间41.93 min和底物质量浓度9.23 g/L,此时总还原糖含量最高,为496.00 mg/g,为未预处理底物的5.12倍,说明碱预处理可以较好地提高麦秆的糖化率;最佳同步糖化发酵工艺条件为发酵温度39℃、酵母接种量0.1%、酶质量浓度0.2 g/L和发酵时间2 d,此时乙醇含量最高,为22.84g/L。     

酸预处理麦秆半同步和同步糖化发酵制乙醇条件优化

麦秆首先进行盐酸预处理,然后以盐酸预处理麦秆为底物通过正交实验优化了底物半同步和同步糖化发酵制乙醇条件。利用XRD对原料、酸预处理麦秆和发酵麦秆的结构特征进行分析。结果表明:盐酸预处理的麦秆半同步糖化发酵制乙醇的最佳条件为发酵温度36℃、酵母接种量0.1%、酶质量浓度0.8 g/L和发酵时间2 d,此时乙醇含量为19.16 g/L;盐酸预处理的麦秆同步糖化发酵制乙醇的最佳条件为发酵温度39℃、酵母接种量0.1%、酶质量浓度0.5 g/L和发酵时间4 d,此时乙醇含量为19.44 g/L;同步糖化发酵优于半同步糖化发酵;XRD分析表明酸预处理和发酵后,麦秆的结晶度降低。     

酵母菌醋酸菌混菌发酵高产醋酸工艺研究

以葡萄糖为底物,利用酵母菌和醋酸菌混合发酵生产醋酸,通过单因素试验筛选了最佳醋酸生产工艺条件。试验结果表明:pH值为5.5,醋酸菌种龄48h,接种间隔0h,醋酸菌接种量6%,酵母菌接种量0.15%,装液量50mL/250mL,发酵温度30℃,初始还原糖含量18%为最优工艺条件,在此工艺条件下醋酸的产量可达到10.09g/100mL,糖转化率达到90%。     

自吸式醋酸发酵罐创新和应用

介绍了液态深层制醋工艺中的三直叶自吸式发酵罐和六直叶自吸式发酵罐的应用情况和优缺点,阐述了新式六直叶自吸式醋酸发酵罐的研发过程和关键点,并指出了六直叶自吸式发酵罐的应用前景。     

混合菌同步糖化共发酵造纸污泥产乙醇

对酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）与重组大肠杆菌K011（Escherichia coli）混合菌同步糖化共发酵造纸污泥产乙醇进行了初步研究。在底物浓度为50g／L时,通过单因素实验和正交实验获得乙醇发酵的最佳条件：纤维素酶添加量25FPU／g底物,接种量为6％,酿酒酵母与重组大肠杆菌K011接种比例为1：1（细胞干重初始浓度分别为1．0g／L和0．3g／L左右）。发酵72h后,乙醇浓度为5．71g／L,产率达到0．114g乙醇／g污泥,达到理论值的42．5％。分别用酿酒酵母、K011单菌种发酵与双菌株组合发酵对比结果表明,混合菌发酵效果明显优于单菌种发酵。     

响应面法优化马铃薯渣生料同步糖化发酵生产乙醇工艺

采用生料同步糖化发酵法,将马铃薯废渣发酵生产乙醇,对各个影响因素进行了研究,并通过响应面法优化发酵工艺。结果显示:最佳发酵条件为水料比3.5∶1、初始pH值4.5、酵母接种量0.42%、发酵温度32℃、糖化酶添加量165U/g、α-淀粉酶添加量11U/g、纤维素酶添加量12U/g、原料粒度0.40mm。该方法工艺简单,能耗小,成本低,可用于马铃薯废渣工业化处理。