高温液态水预处理木质纤维素

介绍了高温液态水的物化性质,对木质纤维素在高温液态水预处理过程中的溶解情况及半纤维素水解的影响因素、机理进行了较详细的综述和分析,简述了纤维素的水解过程,指出选择高温液态水预处理工艺应综合考虑木质纤维素的种类与酶水解效果,进一步探讨了半纤维素的高温液态水水解机理,以指导和控制预处理过程。     

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.     

木质纤维素生物质制取燃料乙醇的化学预处理技术

介绍了木质纤维素生物质原料的组成及结构,并对制取燃料乙醇的各种化学预处理方法进行了综述和分析,对生物质化学预处理技术发展进行了展望.     

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。     

木质纤维素乙醇原料预处理技术的研究进展

近十年来,随着石油价格的上涨以及化石燃料使用对全球变暖的影响,利用木质素纤维素制取燃料乙醇日益成为国内外研究的热点。木质纤维素制取乙醇的主要步骤包括:原料的预处理、纤维素的糖化、发酵、产品分离。木质纤维素的组成包括木质素、半纤维素和纤维素,其中木质素和半纤维素对纤维素的水解具有阻碍作用。因此,在木质纤维素制取乙醇的工艺过程中,原料的预处理是非常关键的步骤,影响整个木质纤维素乙醇的生产过程。文章回顾了木质纤维素原料主要的预处理技术的最新进展,并结合后续的水解与发酵工序,对各种预处理技术的优缺点进行了对比。     

木质纤维素类生物质制取燃料及化学品的研究进展

木质纤维素类生物质含有丰富的纤维素和半纤维素多糖,通过微生物发酵将它们转化为能源及高附加值的化学品,对于缓解全球能源危机带来的压力和解决环境污染问题具有重要意义。介绍了木质纤维素类生物质的结构特征;评述了预处理方法,包括稀酸、高温液态水蒸气爆破、CO2爆破、氨爆、碱法、有机溶剂法、生物处理法;重点介绍由生物质生产乙醇、丁醇及生物柴油的研究现状。指出开发高效环保的预处理方法、构建耐毒高产菌株和应用连续发酵或补料批式发酵方式等是加快木质纤维素类生物质发酵利用工业化进程的关键所在。     

木质纤维素材料预处理研究进展

介绍了木质纤维素材料的抗降解屏障、影响预处理效果的因素、高效预处理的评价标准,并就目前研究较多的酸法、碱法、有机溶剂、蒸汽爆破几种木质纤维素材料预处理技术的相关研究情况进行了综述。最后对预处理技术的发展方向予以展望。     

木质纤维素类生物质制备生物乙醇研究进展

以木质纤维素类生物质为原料制备第二代生物乙醇的研究取得了较大进展,重点阐述了生物乙醇制备过程中的关键问题,包括原料预处理、水解和发酵工艺、各种方法的优缺点比较等,并介绍了我国生物乙醇的发展现状。     

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...     

深度共熔溶剂预处理木质纤维素生物质研究进展

木质纤维素生物质转化为生物燃料或化工产品一般需经历预处理、酶解及发酵过程,因其复杂的化学结构,在酶解前通常进行预处理以破坏其致密结构,提高酶与纤维素的可及性。深度共熔溶剂（DES）是一类新型的“绿色”溶剂,具有制备简单、价格低廉、性质可调、可生物降解、可循环使用等优势,可有效去除木质素组分,同时保留大部分纤维素,在生物质预处理方面具有巨大的潜力。本文介绍了DES的构成、分类及理化性质,总结了DES预处理对生物质组分的影响,并对预处理效果的影响因素如底物和DES的类型、溶剂黏度、温度、生物载量、微波及超声波辅助工艺和两阶段处理工艺等方面进行分析,探讨了DES和生物的相容性,最后针对DES存在的问题及缺点,提出了理性设计和大规模利用DES的机遇与挑战,本文可为实现生物质的低成本预处理和高价值利用提供新的思路。     

Pretreatment of lignocellulosic biomass by autohydrolysis and aqueous ammonia percolation

A two-stage biomass pretreatment process-a combination of autohydrolysis and aqueous ammonia percolation-was experimentally studied as a method to remove and recover hemicellulose from lignocellulosic biomass. Hemicellulose was completely separated from the biomass after 1 hr of autohydrolysis at 200‡C. As reaction temperature and/or time of autohydrolysis was increased in the range of 170-200‡C and 1–2.5 hr, respectively, the amount of hemicellulose solubilization was increased ; however, more sugars were decomposed. Most of the extracted hemicellulose was recovered as xylose oligomer. Hemicellulose was found to inhibit the enzymatic hydrolysis of cellulose. When the biomass was consecutively pretreated with pure water at 180‡C for 30 min and with 10 wt% ammonia solution at 180‡C for 30 min, about 62% of the hemicellulose was extracted. The enzymatic digestibility of the pretreated biomass was as high as 95 %.     

离子液体预处理油料作物木质纤维素

选取了3种离子液体：氯化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Cl)、溴化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)以及氯化1-辛基-3-甲基咪唑([Omim]Cl),对油料作物木质纤维素部分：花生秸秆、花生壳以及油菜秸秆进行了预处理。对处理前后的物料进行了组分、酶解产糖以及结构分析。原料经酶解后,花生秸秆的产糖率最高(54.31%),且木质素含量最低,表明其更利于生物燃料的生产。3种离子液体中[Bmim]Cl预处理效果最好,产糖率最高可达85.43%(花生秸秆)。采用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)分析,花生秸秆表面最不完整,结构松散,结晶区域少。经离子液体处理后,所有物料均变得疏松多孔,表面粗糙,提高了物料的可及度。在此基础上,分析阴阳离子对于木质纤维素的溶解过程,发现氯离子和[Bmim]⁺对于纤维素的溶解影响最显著。     

生物法制取纤维素乙醇技术

以纤维素为原料生产燃料乙醇,由于其原料来源广泛及环保效益良好而被认为是最有前景的生产燃料乙醇的方法之一。在阐述我国发展纤维素乙醇必要性的基础上,综述了纤维素乙醇的浓酸水解、稀酸水解、酶水解及生物质合成气等发酵工艺及研究进展。分析了各工艺优缺点,并讨论了各工艺过程需要解决的关键技术问题,展望了纤维素乙醇的产业化前景。     

Dilute acid hydrolysis of lignocellulosic biomass

The overall aim of this work was to establish the optimum conditions for acid hydrolysis of hemicellulosic biomass in the form of potato peel. The hydrolysis reaction was undertaken in a 1l high pressure pilot batch reactor using dilute phosphoric acid. Analysis of the decomposition rate of hemicellulosic biomass (namely Cellulose, Hemicellulose and lignin) was undertaken using HPLC of the reaction products namely, 5 and 6 carbon sugars. Process parameters investigated included, reactor temperature (from 135 °C to 200 °C) and acid concentration (from 2.5% (w/w) to 10% (w/w)). Analysis of the reactor products indicated that high conversion of cellulose to glucose was apparent although arabinose conversion was quite low due to thermally un-stability. However, an overall sugar yield is 82.5% was achieved under optimum conditions. This optimum yield was obtained at 135 °C and 10% (w/w) acid concentration. 55.2 g sugar/100 g dry potato peel is produced after a time of 8 min. The work indicates that the use of potato peel may be a feasible option as a feed material for the production of sugars for biofuel synthesis, due its low cost and high sugar yields.     

离子液体作用下褐煤与生物质在亚临界水中共液化

选用小麦秸秆和金沟褐煤作为实验原料在间歇式高压反应釜中进行液化实验,考察了不同温度、不同秸秆/煤比例下添加离子液体时小麦秸秆与褐煤共液化产物分布情况及硫的变迁行为。研究结果显示:当小麦秸秆和褐煤在亚临界水中液化时,添加离子液体1-丁基3-甲基咪唑氯盐[Bmim]Cl会降低正己烷不溶组分收率,但可以提高气体收率与总转化率。添加[Bmim]Cl后,随着样品中小麦秸秆比例减少,液化油收率、正己烷不溶组分收率、四氢呋喃可溶组分收率、气体收率与总转化率均呈下降趋势。添加 [Bmim]Cl后残渣中硫的相对含量增加,其他产物中硫的相对含量减小;添加 [Bmim]Cl后残渣中有机硫的相对含量以及气相中COS和H₂S含量都随温度升高而增加。     

木质纤维素生物质水热液化的研究进展

对木质纤维素生物质的模型化合物(纤维素、半纤维素和木质素)的水热液化机理进行了剖析。纤维素和半纤维素降解路径主要是水解成单糖并进一步生成酸类、醛类、酮类等。木质素结构较复杂,液化产物中含有大量苯系化合物,具体木质纤维素生物质的水热液化反应更为复杂,不同的木质纤维素生物质原料水热液化产生的生物油含量不同;分析了原料种类、催化剂、反应温度、反应压力、对水热液化过程以及产品组成和收率的影响;对生物质水热液化制备生物油的研究进行了展望,认为发展木质纤维素生物质水热条件下降解的数学模型,开发新型反应器、研制催化剂,是今后生物质水热液化工程实验的发展方向。     

Energy optimization of hydrogen production from lignocellulosic biomass

In this paper we address the conceptual design for the production of hydrogen from switchgrass. The process is modeled as a mixed-integer non linear programming problem (MINLP) for a superstructure embedding two different gasification technologies, direct and indirect, and two reforming modes, partial oxidation or steam reforming, gas cleaning and a water gas shift reactor (WGSR) with membrane separation is used to obtain pure hydrogen. Given the small number of structural alternatives, the problem is solved by constraining the binary variables of the MINLP so as to select each gasifier and reforming mode yielding four NLP's. Next, the energy is integrated, and finally, an economic evaluation is performed. It is shown that indirect gasification with steam reforming is the preferred technology providing higher production yields than the ones reported in the literature for hydrogen from natural gas and at a potentially lower and promising production cost 0.67$/kg.