木质纤维素生产燃料乙醇的研究进展

以木质纤维素为原料生产燃料乙醇可分为纤维素水解糖化和糖发酵成醇这两步。本文介绍了木质纤维素生产燃料乙醇的技术现状,综述了纤维素原料的各种预处理技术及水解糖化和发酵工艺,指出了现在所面临的挑战,提出应进一步加强各方面的研究。     

生产纤维素乙醇的单釜大容量新工艺

正美国能源部联合生物能源研究所开发了由纤维素生物质生产乙醇的"大容量"纤维素单釜式工艺,收率达到有史以来最高,废水和废渣量最少。"大容量"是指生物质处理量大,生物燃料转化成本低。该工艺采用离子液预处理、酶糖化水解以及发酵组合工艺生产高浓度可发酵糖,     

木质纤维素类生物质制备生物乙醇研究进展

生物燃料乙醇是可取代石油的可再生新能源。但基于糖和淀粉类原料不能满足生物乙醇生产的巨大需求,各国研究者们越来越关注地球上最丰富的生物资源：木质纤维素类生物质。近年来,以这类原料制备生物乙醇的研究取得了很大的进展,使其产业化、商业化前景更加明朗。重点综述了从木质纤维素类生物质制备生物乙醇的关键工艺：预处理、酶水解和发酵,以及这些工艺当中所采用的不同方法的优点和不足。本文还对发酵过程微生物的选择,发酵过程抑制物及其脱除方法进行了简单总结,并对我国生物乙醇研究的现状与国家政策进行了简单的介绍。     

Mascoma开始在纽约州生产纤维素乙醇

Mascoma公司于2009年2月28日宣布开始在纽约州Rome从非食用生物质在其验证装置中生产纤维素乙醇。Mascoma公司联合生物加工（CBP）工艺由缓和预处理,并后继纤维素利用与乙醇微生物发酵工艺组成,微生物可使糖类水解和发酵生成乙醇。     

生物质制燃料乙醇

生物质制燃料乙醇具有重要环保意义,是一种极具前景的石油可替代资源生产工艺。目前,以植物纤维素为原料生产燃料乙醇的成本仍较高。综述了近几年来生物质制燃料乙醇在预处理工艺、水解液发酵抑制物的脱除方法、水解和发酵工艺、纤维素酶和乙醇发酵基因工程菌领域的研究进展,介绍了国外相关的大的生物质制燃料乙醇项目,概述了生物量全利用的意义,展望了生物质制燃料乙醇的未来发展方向。     

联产醋酸纤维素将提高乙醇生产的经济性

以农业废料生产乙醇的标准工艺是先将半纤维素酸性水解成葡萄糖，然后发酵得到乙醇。但是，废料中的纤维素不能酸性水解成葡萄糖，因此通常使用纤维素酶将其水解成可发酵的糖类，这一过程反应缓慢而且成本高。美国农业部（USDA）国家农产品利用研究中心（Peoria，     

氢氧化钠预处理花生壳制备生物乙醇

利用氢氧化钠对产自山东胶东丘陵地区的普通型丛生花生壳进行预处理,通过同步糖化发酵制备生物乙醇.通过四因素三水平正交实验获得氢氧化钠预处理的最佳条件:料液比(花生壳与水的质量体积比)为1:30,反应温度90℃,反应时间30 min,氢氧化钠用量2％,其含糖量为252.2 g;同步糖化发酵最佳工艺为:pH值5.2,反应温度...     

联产醋酸纤维素有利于提高乙醇生产的经济性

从农业废弃物生产乙醇的标准方法涉及酸的水解，使半纤维素转化为葡萄糖，葡萄糖再发酵以获取乙醇。然而，废弃物中的纤维素不能被转化，为此，通常采用纤维素酶使纤维素水解成可发酵的糖类，但这是一个缓慢而耗费的过程。     

加速纤维素糖化的新型催化剂用于生产乙醇

为了由纤维素生产乙醇，多聚糖必须首先被分解成能被发酵的单糖类。通常，这种水解反应通过硫酸或酶催化。然而，基于硫酸的水解产生废酸，它在回收之前必须被分离及再生；及酶促使的方法反应时间长且需要预处理除去木质素。东京工业大学的材料与结构实验室和17本产业技术研究所（AIST）合作开发一种新型催化剂，它使纤维素糖化比硫酸快且不产生废酸。     

我国纤维素乙醇的开发进展

我国河南天冠集团在利用秸秆生产乙醇方面取得重要进展，在实验室条件下利用秸秆生产乙醇的原料转化率可以达到18％以上，现已建成300t／a中试生产线。近几年，天冠集团先后与山东大学、清华大学、华中科技大学、浙江大学、河南农业大学等院校进行交流合作，拥有了多项利用秸秆生产乙醇的关键技术。针对秸秆原料的特殊构造，采用酸水解和酶水解结合，戊糖、己糖发酵生产酒精，达到约6t秸秆生产1t乙醇的效果，提高了原料利用率。该集团还自己培育高活性纤维素酶菌种，生产纤维素酶，通过优化工艺，提高酶活力，使生产纤维素乙醇的用酶成本降至1000元／t以下（过去成本大约在3000元／t左右）。同时，该集团还成功开发了新型酒精发酵设备，从根本上解决了纤维素乙醇发酵后酒精浓度过低的难题，降低了水、电、汽的消耗，有效地降低了生产成本。     

向日葵籽壳湿氧化预处理与同步糖化发酵制生物乙醇

以食用型向日葵籽壳为原料,采用湿氧化预处理和同步糖化发酵法制备生物乙醇,并通过正交实验确定了二者最佳工艺条件。结果表明,前者最佳工艺条件为:反应温度190℃,氧气压强1.2 MPa,过筛干燥后的向日葵籽壳/混合溶液(质量体积比)1∶10,时间15 min;后者最佳工艺条件为:反应温度40℃,纤维素酶用量30 U/g,p H值4.8,酵母接种量8%。在此条件下,纤维素转化率为83.66%,光密度为0.995,含糖量为243.3 mg,生物乙醇收率为18.04%。     

Techno-economic and environmental aspects of the production of medium scale ligno-cellulosic ethanol under Egyptian conditions

As a result of actual pilot experimental data and guided by international and national reported estimates, this techno-economic study on a 20,000 ton/y ethanol production plant from rice straw has been conducted. The process essentially comprises preparation of the raw materials, alkaline pretreatment, simultaneous saccharification and fermentation (SSF) and dehydration. For the proposed capacity, costs have been estimated based on published information for the equipment as updated to 2013. Operating costs have been estimated according to experimental results of the research team and published information. Financial and sensitivity analyses have been conducted for optimistic and pessimistic scenarios for investment and operating costs and varying sales price of ethanol in the range $0.76/kg–$0.84/kg. Results indicate that positive present values have been obtained at the prevailing discount rate of 3%. The Internal Rate of Return (IRR) exceeds the discount rate considerably for the optimistic assumptions and is rather marginal for the pessimistic scenarios. In general, the process is considered technically and economically viable.     

Effect of different pretreatments on egyptian sugar-cane bagasse saccharification and bioethanol production

Sugar-cane processing generates large amount of bagasse. Disposal of bagasse is critical for both agricultural profitability and environmental protection. Sugar-cane bagasse is a renewable resource that can be used to produce ethanol.In this study, twelve microbial isolates, five bacteria, four yeasts and three filamentous fungi were isolated from sugar-cane bagasse. Bacterial and yeast isolates were selected for their ability to utilize different sugars and cellulose. Chipped and ground bagasse was subjected to different pretreatment methods; physically through steam treatment by autoclaving at 121 °C and 1.5 bar for 20 min and/or different doses of gamma γ irradiation (50 and 70 Mrad). Autoclaved pretreated bagasse was further biologically treated through the solid state fermentation process by different fungal isolates; F-66, F-94 and F-98 producing maximum total reducing sugars of 18.4., 26.1 and 20.4 g/L, respectively.Separate biological hydrolysis and fermentation (SHF) process for bagasse was done by the two selected fungal isolates; Trichoderma viride F-94 and Aspergillus terreus F-98 and the two yeast isolates identified as Candida tropicalis Y-26 and Saccharomyces cerevisiae Y-39. SHF processes by F-94 and Y-26 produced 226 kg of ethanol/ton bagasse while that of F-98 and Y-39 produced 185 kg of ethanol/ton bagasse.     

生物质转化燃料乙醇纤维素酶的研究

能源是人类社会经济发展的重要物质基础。随着石油资源的不断减少和环境问题的不断恶化,世界各国都在积极寻找解决能源和环境问题的方法。其中,以生物质为原料的燃料生产,已经成为一些国家的能源发展战略而备受重视。本文通过对利用纤维素酶水解生物质原料生产燃料乙醇中纤维素酶的研究,分离提取出高活性的酶制剂,降低酶的成本,使以生物质为原料的燃料生产实现规模化、产业化。     

Zn-Ca-Fe氧化物催化水解微晶纤维素

以尿素为沉淀剂制备了一系列复合金属沉淀物,将其在高温条件下煅烧获得一系列复合金属氧化物固体催化剂,并将其用于催化微晶纤维素的水解反应;考察了反应温度、反应时间、搅拌转速、催化剂用量和微晶纤维素用量对反应的影响。实验结果表明,在反应温度160℃、反应时间20 h、搅拌转速400 r/mnin、微晶纤维素2.0 g、Zn-Ca-Fe氧化物0.9 g和H_2O 200 mL的条件下,微晶纤维素的转化率高达42.56%,葡萄糖的收率为69.20%,且微晶纤维素水解液为中性溶液。在相同反应条件下,Zn-Ca-Fe氧化物可重复使用5次,其催化活性无明显降低。     

吡咯烷酮酸性离子液体高效催化纤维素水解制葡萄糖

合成并表征了一系列咪唑类和吡咯烷酮类酸性离子液体,并以这些离子液体作催化剂,采用1-丁基-3-甲基咪唑氯化盐([Bmim]Cl)为溶剂,开展了纤维素催化水解制葡萄糖的研究。先以纤维二糖为模型化合物,考察了纤维二糖-葡萄糖体系的稳定性,后续又分别考察了加水量、加水时间、催化剂种类及用量、反应温度和时间等因素对纤维素水解制葡萄糖反应的影响。结果表明,与咪唑类酸性离子液体相比较,吡咯烷酮类酸性离子液体是更优良的促进纤维素水解的催化剂。采用1-甲基-2-吡咯烷酮甲基磺酸盐(［Hnmp］CH₃SO₃)酸性离子液体为催化剂时,在110℃下,当催化剂、纤维素中包含的葡萄糖单元、水三者的摩尔比为1∶3∶210,加水方式为40 min内每隔10 min加1次,分5次加完时,反应2 h,葡萄糖的收率为68%。     

稻草秸秆超低酸水解及水解产物分析

用0.05%(w)的稀硫酸对湖北省稻草秸秆进行水解,考察了混合原料中固体含量和搅拌转速对稻草秸秆水解的影响。实验结果表明,最佳秸秆颗粒的质量浓度为0.050 0 g/mL,最佳转速为700 r/min。研究了稻草秸秆在160～210℃内的水解趋势。研究结果表明,160℃时,稻草秸秆水解得到的还原糖含量随水解的进行呈单峰趋势;在170～200℃时呈双峰趋势;当温度达到210℃时又呈现单峰趋势,这与稻草秸秆中纤维素和半纤维素水解得到的两个还原糖峰随水解的进行呈现叠加和分离有关。表征固体残渣并分析水解产物组成的结果显示,水解后半纤维素大部分水解,木质素的结构在一定程度上被破坏,纤维素的聚合度急剧降低但结晶度仍较高;水解产物主要为纤维三糖、纤维二糖、葡萄糖、木糖、丙酮醛和未知混合物。