渗透汽化膜组件在乙醇分离中的应用

渗透汽化是用于液体混合物分离的一种新型膜技术,对于乙醇的浓缩具有明显的经济上和技术上的优势.综述了用于乙醇浓缩的不同渗透汽化膜组件及其应用现状,分析了膜组件研究中存在的问题,并展望了其发展趋势.     

细胞稀释强化硅橡胶膜生物反应器连续乙醇发酵

通过原位重力沉降分离酵母和渗透汽化分离乙醇构建了细胞稀释连续乙醇发酵的硅橡胶膜生物反应器。采用酿酒酵母,以0.05/h的细胞稀释率在膜生物反应器中实现了170 h的连续稳定乙醇发酵。重力沉降分离酵母对硅橡胶膜生物反应器产生的细胞稀释作用可以通过反应器内酵母自身生长得到平衡,发酵液细胞浓度稳定在5g/L。渗透汽化原位分离使发酵液内乙醇浓度维持在50 g/L。细胞稀释膜生物反应器连续发酵的乙醇体积产率达到1.63 g/(L.h),相对于同等工艺参数的细胞封闭循环膜生物反应器连续乙醇发酵细胞比产率提高了31%。     

膜分离技术在生物发酵法生产燃料乙醇中的应用进展

膜分离作为一项高新技术可应用于生物发酵法生产燃料乙醇,在解决乙醇抑制微生物发酵、脱水制备高纯度燃料乙醇、对发酵液的处理及废水处理回用等方面具有重大作用,因而成为目前的研究热点。文中将传统发酵法生产燃料乙醇工艺和其他改进的发酵法生产燃料乙醇工艺进行了比较,对渗透汽化在生物发酵法制备燃料乙醇中的应用现状和膜技术对乙醇发酵废液的处理回用现状进行了详细的综述,并对膜技术在该领域中的发展趋势作了展望。     

渗透汽化方法在食品工业中的应用

渗透汽化作为一种新型的膜分离技术,用于食品加工中有机物质的分离具有明显的技术上和经济上的优势.总结渗透汽化技术用于食品工业的特点和优势,综述渗透汽化在不同酒类生产和风味物质提取中的作用,及其在食品芳香物质回收中的应用现状.对渗透汽化技术在食品工业中的发展趋势进行展望.     

膜生物反应器乙醇发酵下游工艺

把发酵与硅橡胶膜渗透汽化相耦合构成膜生物反应器,可以产出乙醇平均质量分数为32%～35%的蒸汽状态乙醇粗产品,需要在下游进一步精制浓缩才能得到普通工业乙醇或无水燃料乙醇.基于前期大量实验室实验工作基础上,提出了膜生物反应器+真空精馏+分子筛变温变压吸附脱水工艺方案,以实现工业乙醇和燃料乙醇的高效率和清洁化生产     

硅橡胶复合膜用于发酵-渗透汽化耦合生产苹果白兰地的研究

香味物质对苹果白兰地的品质起着至关重要的作用.传统蒸馏方法的高温处理会不可避免地造成香味物质的损失和热敏性物质的破坏,影响白兰地的品质.采用苹果原汁发酵与渗透汽化膜分离相耦合的模式.在较低的温度下进行发酵,用硅橡胶复合膜将发酵液中的乙醇及其他挥发性香味成分选择性地分离出来,缩短了发酵周期,有效地避免了热敏性香味物质的损失.硅橡胶膜对发酵液中的乙醇及各种香味物质发挥了优良的渗透汽化分离性能,25℃平均总渗透通量为575.0 g/(m2·h),平均分离因子为5.44,20℃平均总渗透通量为332.2g/(m2.h),平均分离因子为4.75.所得产品清澈透明,酒度适宜,有浓郁酒香和苹果香.气相色谱分析结果表明,产品成分与传统蒸馏法所得的白兰地类似,主要香味物质含量符合相关技术要求,是制造高品质苹果白兰地的优质原型酒液.     

燃料乙醇脱水工艺的研究与展望

探讨燃料乙醇的多种生产工艺,主要包括精馏、膜分离和吸附。综述了精馏工艺中萃取精馏、溶盐精馏、加盐萃取精馏及共沸精馏的研究现状,展望新技术在其中的应用,包括离子液体萃取和热泵共沸精馏。简述膜分离技术中渗透汽化和蒸汽渗透工艺,分析膜分离技术中最关键的膜性能研究进展。总结吸附工艺的优越性,分析分子筛吸附生产燃料乙醇,着重介绍新兴的生物质吸附法,探索燃料乙醇工业走向节能环保的绿色之路。     

固定化酵母-膜生物反应器连续发酵生产乙醇的研究

对固定化酿酒活性干酵母-硅橡胶膜生物反应器连续发酵生产乙醇进行了实验研究。对固定化酵母和游离酵母的发酵能力进行了比较,实验研究了系统在长期运行过程中的发酵反应动力学参数和膜传质动力学参数等基本性能。结果表明,酵母细胞固定化后,其发酵速度有明显提高;膜渗透汽化分离产物乙醇使发酵反应能够长时间连续稳定地进行,葡萄糖消耗率和乙醇体积产率都较间歇发酵有明显的提高;在连续运行中,发酵液中葡萄糖浓度控制在20～50g/L的范围内,乙醇体积产率为4.0g/（L·h）,罐内乙醇浓度基本保持在45g/L左右,固定化酵母浓度维持在1.05×10^10～2.15×10^10个/克胶,发酵液中游离酵母浓度维持在0.02×10^10～0.098×10^10个/mL,膜的渗透通量和分离因子分别为300～500g/（m^2·h）和3.6～7.2;实验系统连续运行了294h,收得渗透冷凝液4841.7g,平均质量分数为21.3%。     

基于乙醇协同作用的柠檬油提取废液中挥发性芳香物的渗透汽化膜分离性能研究

采用涂布法自制了聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯树脂（Polydimethylsiloxane/Polyvinylidene Fluoride,PDMS/PVDF）渗透汽化复合膜,用于柠檬精油加工废液中挥发性芳香物的渗透汽化分离。考察了复合膜对橙花醇、α-松油醇和芳樟醇等三种柠檬精油废液中特征性芳香物的渗透汽化分离性能,结果显示,复合膜对3种化合物具有很好的分离选择性,但渗透通量均较低。添加乙醇对芳香物的分离效果有显著影响,当乙醇添加量为5% V/V时,橙花醇和芳樟醇的渗透通量较未加乙醇时提高了82.93%和127.76%,而α-松油醇的渗透通量则随着乙醇浓度的升高先升高后缓慢下降。测试了PDMS/PVDF复合膜对实际柠檬油废液中挥发性芳香物的分离效果,经渗透汽化处理6 h后,柠檬油废液中挥发性芳香物的种类及含量均明显降低,橙花醇、α-松油醇和芳樟醇的回收率分别为92.5%、93.37%、60.36%,应用效果良好。     

乙醇生物传感器及其在线检测技术的应用

乙醇生产过程中乙醇浓度的在线检测对乙醇的质量与安全控制具有重大的意义.本文对乙醇生物传感器、乙醇在线检测技术及其在发酵工业检测中的应用进行了研究分析与展望.