提高发酵过程乙醇分离效率的新型反应器

设计了一种新型的带侧臂循环的气升式反应器,该反应器可以有效地把真空闪蒸发酵和汽提发酵2项技术结合起来。实验结果表明,与单独的汽提和闪蒸过程相比,利用此反应器进行同步汽提闪蒸操作,大大提高了乙醇的移出效率,从而进一步提高了发酵强度。     

同时进行发酵和分离的CO_2气提、活性炭吸附乙醇发酵动力学研究——(二)游离细胞连续发酵

本文研究了游离细胞连续发酵时应用 CO_2气提、活性炭吸附的乙醇发酵和分离动力学,考察了稀释率和进口葡萄糖浓度对发酵速率的影响,提出了包括 CO_2汽提乙醇速率的发酵动力学模型,研究了连续发酵时的稳态和动态过程,结果表明,CO_2气提有助于减少乙醇对酵母的抑制作用,发酵动力学模型可以较好地关联稳态时的发酵动力学数据,从中获得的模型参数可以用于预测动态过程中底物、微生物及产物的变化规律。对于所研究的过程,存在着最佳稀释率和进口糖浓度以获得最大发酵速率。     

发酵法生产乙醇研究进展

介绍了固定化细胞发酵,细胞循环发酵、固体发酵、高温发酵等乙醇发酵新工艺,系统地阐述了乙醇发酵与吸附分离耦合、乙醇发酵与膜分离耦合、萃取发酵、真空发酵及乙醇气提发酵及其与分离技术的耦合等过程的研究。乙醇发酵与分离技术的耦合过程可以提高发酵速率,降低乙醇回收过程的能耗,实现过程的连续操作,降低设备投资和操作费,具有很广的应用前景。     

同时进行发酵和分离的CO2气提、活性碳吸附乙醇发酵动力学研究（二）游离细

本文研究了游离细胞连续发酵时应用CO2气提、活性炭吸附的乙醇发酵和分离动力学，考察了稀释率和进口葡萄糖浓度对发酵速率的影响，提出了包括CO2汽提乙醇速率的发酵动力学模型，研究了连续发酵时的稳态和动态过程，结果表明，CO2气提有助于减少乙醇对酵母的抑制作用，发酵动力学模型可以较好地关联稳态时的发酵动力学数据，从中获得的模型参数可以用于预测动态过程中底物，微生物及产物的变化规律。对于所研究的过程，存在着最佳稀释率和进口糖浓度以获得最大发酵速率。     

降低间歇本体法PP装置丙烯单耗的工艺研究

分析了造成间歇本体法聚丙烯(PP)生产过程中丙烯单耗高的原因,提出了用变压吸附工艺回收不凝气,用连续氮气汽提置换闪蒸釜的工艺设想,初步研究和实践证明,采用连续汽提置换工艺可将闪蒸釜氮气置换过程排出的气体全部排入气柜回收处理,变压吸附工艺处理后的净化氮气中丙烯体积分数约1%,该技术预计可使间歇本体法PP装置每吨PP的丙烯...     

中国石化开发出一种丁基橡胶汽提装置及汽提方法

中国石油化工集团公司研究人员开发出一种丁基橡胶汽提装置及汽提方法。所述装置包括：闪蒸釜,所述闪蒸釜后设置有汽提塔,闪蒸釜底部出口连接胶液输送泵后连接汽提塔中部。所述闪蒸釜上部入口处设置有套管混合器;闪蒸釜内部设置有搅拌器。     

乙醇发酵原位分离产物耦合方法研究进展

乙醇发酵过程存在明显的产物抑制现象,严重制约了乙醇产率的提高。乙醇发酵与产物分离的耦合可有效解决这一难题,目前乙醇发酵耦合产物分离的方法主要有乙醇气提发酵、乙醇真空发酵、乙醇吸附发酵、乙醇萃取发酵、乙醇膜分离发酵等。作者主要概述了各种乙醇发酵耦合产物分离方法的研究进展,并对今后乙醇发酵耦合产物分离研究开发提出了展望。     

间歇式本体法PP装置闪蒸釜氮气连续汽提工艺研究

在间歇式本体法聚丙烯(PP)装置上研究了闪蒸釜氮气置换工艺,分析测试了闪蒸釜反复抽真空充压工艺和闪蒸釜连续汽提工艺在置换效果、氮气耗量、排人气柜氯气量、携带粉料量、置换时间等.结果表明:与反复抽真空充压工艺相比,闪蒸釜连续汽提工艺能够明显降低间歇式本体法PP装置的丙烯单耗、氮气消耗和污染物排放.     

CO_2循环、活性炭吸附酒精发酵的研究

用风机将 CO_2循环送回发酵罐、汽提葡萄糖发酵产生的乙醇,这样,能减少或消除乙醇对酵母的抑制作用。饱和了乙醇和水蒸汽的循环的 CO_2气通过活性炭吸附柱,解吸后可获得乙醇浓度为50wt%左右的粗乙醇产品。本文还研究了酵母浓度对发酵速率的影响及 CO_2循环量对发酵液中和解吸的粗酒精产品中乙醇浓度的影响。估算了这一新过程的能耗并与传统的酒精发酵和回收工艺的能耗进行了比较。     

稀酸浸渍气爆预处理对纤维素乙醇同步糖化发酵的影响

纤维素乙醇预处理过程效率偏低是影响纤维素乙醇发展的一个重要因素。通过改进传统蒸汽爆破预处理方法,在蒸汽爆破前加入稀酸浸渍,有效地提高了后续同步糖化发酵的水平。采用硫酸浸渍气爆预处理后的草浆同步糖化发酵乙醇质量浓度达到27.5 g/L,达到葡萄糖乙醇理论产率的81%;采用乙酸浸渍气爆预处理后的草浆同步糖化发酵乙醇质量浓度达到25.5 g/L,达到葡萄糖乙醇理论产率的77%;相比传统气爆草浆用于同步糖化发酵,稀酸预处理能有效地减少抑制物的生成,提高后续直接利用草浆进行同步糖化发酵的水平,从而提高生产效率,降低生产成本,是可应用于工业化纤维素乙醇生产的重要方法。     

不同类型载气对乙醇气提发酵的影响

研究了在乙醇气提发酵过程中,分别使用空气、二氧化碳、氮气和高纯氮作为气提载气对细胞生理及乙醇发酵的影响. 结果表明,空气能维持细胞生长和活力,但发酵效果最差,二氧化碳使细胞发酵能力波动不稳定且抑制副产物甘油合成;而以浓度为99.5%～99.8%的氮气为气提载气取得了较好的效果,乙醇和甘油的生产速率比不气提批式发酵分别提高2倍和1.9倍. 对以高纯氮(99.999%)为气提载气的研究发现,发酵进行到47 h开始出现菌种大量死亡现象,此时适当通氧和补充生长所需营养物质,细胞数量回升,活性恢复,最终乙醇生产速率比不气提时提高1.3倍.     

Dynamic modelling,simulation and optimization of an extractive continuous alcoholic fermentation process

The conventional alcoholic fermentation is a typical inhibitory process, leading to low productivity and yield. The ethanol produced inhibits yeast cells, causing a reduction in the alcohol production rate and cell growth rate. In this work, modelling and simulation have shown that continuous extractive fermentation, coupling a fermenter with an extractive vacuum flash chamber, is technically possible. In this case, the ethanol is partially removed, increasing drastically the productivity. Additionally, temperature control can be performed without using heat exchangers. The optimization was carried out using the method of factorial design and response surface analysis, leading to the determination of the most relevant variables, which were: 1.2 h residence time, 0.4 flash recycle rate, 180 g dm⁻³ sugar concentration and 0.35 cell recycle rate. The results, using optimized variables, were 98% conversion and 23 g dm⁻³ h⁻¹ productivity, which represent a three times higher productivity than in a conventional continuous process. © 1999 Society of Chemical Industry     

气提法弱化超高浓度乙醇发酵过程中自絮凝酵母振荡行为

超高浓度(very high gravity,VHG)连续乙醇发酵过程中的振荡行为会导致发酵终点的乙醇浓度振荡和降低,是VHG连续乙醇发酵面临的主要问题。研究表明,游离酵母Saccharomyces cerevisiae 4126和自絮凝酵母BHL01在VHG连续乙醇发酵过程中,生物量、残糖、乙醇、甘油等发酵参数都呈现130～145 h的周期性振荡,且絮凝酵母发酵体系的平均乙醇浓度和乙醇生产强度都明显高于游离酵母体系。在絮凝酵母VHG连续乙醇发酵过程中利用发酵尾气气提分离乙醇,酵母细胞振荡行为被明显弱化,达到拟稳态状态,并且使发酵液中的残糖浓度控制在0.1 g·L^-1以下,平均乙醇浓度为110.87 g·L^-1,乙醇产率达到2.99 g·L^-1·h^-1。因此,本研究为弱化VHG连续乙醇发酵中的参数振荡行为提供了新的技术手段。     

自产气气提与纤维床反应器耦合发酵生产丁醇

采用发酵产物中的二氧化碳（CO₂）和氢气（H₂）作为循环气提气源,对丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum CGMCC 5234）发酵产物进行原位气提,实现丙酮、丁醇和乙醇混合物（ABE）的连续纤维床固定化发酵生产。连续发酵实验进行了12批次共309 h,总溶剂ABE当量浓度为133.3 g·L^-1（其中丁醇 83.5 g·L^-1,丙酮38.4 g·L^-1,乙醇11.4 g·L^-1）,葡萄糖消耗率为1.29 g·（L·h） ^-1,总溶剂ABE产率为0.431 g·（L·h） ^-1,转化率为0.333 g·g^-1,其中丁醇产率为0.270 g·（L·h） ^-1,转化率为 0.209 g·g^-1,发酵液中丁醇浓度控制在8～12 g·L^-1,显著优于游离发酵的结果。气提提取之后冷凝的ABE溶液出现分层现象,其中丁醇相丁醇浓度高达603.7 g·L^-1,极大地减缓后续分离提纯的负担。结果表明,自产气循环气提与纤维床固定化耦合连续发酵生产ABE（特别是丁醇）的工艺具有可行性和竞争力。     

Ethanol absorption from CO2 using solutions of glycerol and glycols

CO₂ stripping during fermentation is a possible way of increasing the production of ethanol in distilleries. Ethanol, water, and carbon dioxide are the main compounds in the exiting gas mixture. To date, few studies have proposed the use of absorption to recover ethanol from this mixture or have considered different absorbents for this purpose. This work evaluates different absorbent solutions used to recover ethanol vapor from CO₂ gas. Glycols and glycerol can provide easier separation of ethanol than water, with lower distillation energy demand. A statistical experimental design was used to compare the mass transfers of ethanol from the gas phase to the liquid phase, using solutions of glycerol, ethylene glycol, and diethylene glycol. High concentrations of these substances did not favor the absorption of ethanol. The best results were achieved with 25% absorbent solutions, which offered better options than water for the recovery of ethanol from CO₂ gas in absorption columns and could increase the productivity of first generation bioethanol production.     

乙醇气提发酵与载气蒸馏耦合过程实验

提出了乙醇气提发酵与载气蒸馏耦合的新过程. 采用载气循环满足了发酵所要求的较低温度和蒸馏所需的较大汽化量，载气就地带走乙醇从而降低了产物浓度，减小了产物对酵母的抑制.采用内循环气升式反应器和板式蒸馏塔实验验证了该过程的可行性.     

发酵过程中气提的动力学行为探讨

依据歧点和稳定性理论探讨了在全混釜发酵过程中气提移醇的动力学行为，研究了该系统的多重定态现象、以及气提对多重稳态解的影响。通过模拟计算，确立了该系统最优稳态操作区范围，分析了菌体初始浓度和产物初始浓度之间的相互限制作用，以及对最优稳态吸引区的影响。分析结果表明：气提应用于发酵过程，能缓和产物醇对微生物的毒性，扩展系统的操作范围，控制系统移向最优稳态操作。