秸秆预处理方法的研究进展

秸秆的预处理是其木质纤维素发酵成乙醇的关键环节。详细地综述了近年来国内外主要的木质纤维素的预处理方法,为秸秆工业化制取乙醇的研究提供了理论参考。     

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。     

木质纤维素原料生产燃料酒精开发技术研究进展

在分析美国、日本、加拿大等国关于纤维素制取乙醇技术发展的基础上,对木质纤维素原料生产乙醇的预处理及水解为葡萄糖技术和纤维素原料发酵生产酒精生产技术、酒精废糟的处理利用进行了述评与讨论,对木质纤维素原料不同的预处理、水解和发酵方法进行了比较,展望了木质纤维素原料生产燃料酒精的前景.     

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.     

Progress in the hydrolysis of lignocellulosic biomass for fuel-thanol production

以木质纤维素生产燃料乙醇具有原料可再生性和环境友好的优点而备受重视。本文介绍了国内外木质纤维素制取燃料乙醇中的水解工艺过程,包括浓酸水解、稀酸水解和酶水解工艺,分析了各工艺的技术特点,同时指出稀酸预处理-酶水解工艺将成为近几年国内外研究和开发的重点。     

木质纤维素水解制取燃料乙醇研究进展

以木质纤维素生产燃料乙醇具有原料可再生性和环境友好的优点而备受重视.本文介绍了国内外木质纤维素制取燃料乙醇中的水解工艺过程,包括浓酸水解、稀酸水解和酶水解工艺,分析了各工艺的技术特点,同时指出稀酸预处理-酶水解工艺将成为近几年国内外研究和开发的重点.     

木质纤维素类生物质高温液态水预处理技术

木质纤维素燃料乙醇是可再生能源的重要组成部分,其中可发酵糖的制取技术是木质纤维素乙醇化的关键技术之一。原料经过预处理后再进行酶解被认为是最有前景的糖化方式。高温液态水预处理技术与其它方法相比显示了独特的优势,如不需添加化学试剂、降解产物少等。本文在总结了高温液态水性质的基础上,对它在生物质预处理过程中各组分(半纤维素和木质素)的水解过程及机理进行了较详细的综述和分析。最后对高温液态水预处理技术在木质纤维素糖化领域中的研究和应用前景进行了展望。     

用木质纤维素原料生产燃料乙醇预处理工艺研究进展

预处理是利用木质纤维素原料生产燃料乙醇过程中的关键步骤,其直接影响木质纤维素的水解效率和乙醇的生产成本。目前,对木质纤维素原料的预处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法和生物法。文章对以上几种预处理方法的研究进行了简要综述,并对各种方法的优缺点进行了分析和讨论,最后对木质纤维素原料生产燃料乙醇预处理方法进行了展望。     

超声波强化木质纤维素预处理的研究进展

综述了超声波处理与多种常规预处理技术相结合,在强化木质纤维素生物质预处理生产生物乙醇中的应用,分析了超声波处理对木质纤维素生物质化学组成、结晶性质和形貌的影响,总结了超声波强化木质纤维素生物质预处理的机理,提出了进一步深入研究的方向。     

木质纤维素水解糖制取的研究进展

木质纤维素资源丰富,高效制取可利用的纤维素水解糖是实现其高附加值产品生产的关键,能够促进后续生物基产品的开发和产业化进程。预处理和水解糖化技术将木质纤维素转化为含有单糖的纤维素水解液,利用活性碳和离子交换等方法净化脱毒后的水解液再经浓缩、结晶等步骤最终可获得纤维素水解糖晶体。文章综述了木质纤维素水解糖制取中原料的预处理、水解糖化、净化脱毒和浓缩结晶等关键技术的最新研究进展,并展望了今后的发展趋势。     

秸秆生产乙醇预处理的研究现状分析

利用农作物秸秆生产乙醇,由于原料来源广,不存在与民争粮,与粮争地的问题,是全球生物燃料乙醇的研究重点。由于秸秆的组成比较复杂,一般不易被降解,在发酵之前要进行预处理,预处理是利用秸秆生产乙醇的一个关键部分,预处理的好坏对后续的酶解和发酵有很大的影响。本文在分析农作物秸秆的组成后,对目前各种预处理方法进行了综述,并对利用秸秆生产乙醇的前景进行了展望,为选出合理的处理方法提供了依据。     

好氧生物预处理时间对玉米秸秆水解酸化的影响

以玉米秸秆为原料,先经复合菌系进行好氧生物预处理,然后接种厌氧污泥进行厌氧发酵,考察了预处理时间对厌氧发酵的影响,并测定木质纤维素结构及含量变化、关键性酶活、微生物多样性和厌氧发酵酸化产量。研究结果表明：随着预处理时间的延长,玉米秸秆的结构逐渐被破坏,木质素过氧化物酶活性逐渐降低,木聚糖酶和纤维素酶活性逐渐升高,最高分别达0.879和0.025 7 U/mg。放线菌、芽孢杆菌和曲霉菌是秸秆好氧生物预处理中的优势菌群。玉米秸秆经好氧生物预处理2 d,厌氧发酵产酸效果最佳,乙醇和挥发性脂肪酸产量为249.3 mg/g,比未处理提高了46.73%;玉米秸秆经好氧生物预处理5 d,乙醇和挥发性脂肪酸产量为138.2 mg/g,比未处理降低了18.66%。过长的玉米秸秆好氧预处理时间会使玉米秸秆中半纤维素、纤维素过度降解,这是造成玉米秸秆厌氧发酵产酸量下降的主要原因。以能源化、资源化为目的的玉米秸秆厌氧发酵预处理时,利用复合菌系好氧生物处理作为其预处理方法,应严格控制预处理时间,避免因为纤维素、半纤维素过度降解导致的产品产率下降问题。     

表面活性剂耦合离子液体对稻秆酶解糖化的影响

酶解糖化是木质纤维素材料制备生物质乙醇的关键环节,因此提高稻秆等木质纤维素材料的酶解糖化效率具有重要意义。以稻秆为原料,采用表面活性剂耦合离子液体为预处理方法,考察预处理温度、时间、表面活性剂的添加比例对稻秆酶解的影响。结果表明,预处理温度为110℃、时间为60 min、表面活性剂添加比例为1%,稻秆的酶解效果最佳,与单独离子液体处理的稻秆相比,纤维转化率可提高8%～15%。同时分别通过稻秆成分分析、FTIR、XRD、SEM等对预处理前后的稻秆结构进行表征,证实预处理后酶解效率提高的合理性。     

秸秆制燃料乙醇工艺技术

论述了当前国内秸秆制燃料乙醇的工艺技术过程,包括原料预处理、水解及发酵,并且展望了未来秸秆制乙醇技术的发展方向。纤维乙醇生产示范研究是未来产业化过程中一种必不可少的探索,也是实现其技术工程化的重要基础和平台．     

酸碱结合预处理对水稻秸秆纤维素乙醇转化率的影响

以水稻秸秆为原料．在常温常压条件下分别用乙酸、过氧化氢、乙酸-过氧化氢（PPA）、氢氧化钠-PAA进行预处理,然后加入纤维素酶和酵母进行异步发酵产乙醇。结果表明,酸碱结合（氢氧化钠～PPA）处理后的固体得率显著低于乙酸或过氧化氢的单独处理,固体得率和纤维素水解后产生的葡萄糖浓度呈负相关;氢氧化钠-PAA处理能有效去除水稻秸秆中的木质素．大幅提高纤维素水解率和乙醇转化率;用10％氢氧化钠-PAA室温浸泡处理水稻秸秆48h与用5％氢氧化钠-PAA90℃处理水稻秸秆1．5h具有同样的效果。     

Enzymatic hydrolysis and fermentation of lime pretreated wheat straw to ethanol

BACKGROUND: The objective of this work is to develop an efficient pretreatment method that can help enzymes break down the complex carbohydrates present in wheat straw to sugars, and to then ferment of all these sugars to ethanol. RESULTS: The yield of sugars from wheat straw (8.6%, w/v) by lime pretreatment (100 mg g^?1 straw, 121 °C, 1 h) and enzymatic hydrolysis (45 °C, pH 5.0, 120 h) using a cocktail of three commercial enzyme preparations (cellulase, β‐glucosidase, and xylanase) at the dose level of 0.15 mL of each enzyme preparation g^?1 straw was 568 ± 13 mg g^?1 (82% yield). The concentration of ethanol from lime pretreated enzyme saccharified wheat straw (78 g) hydrolyzate by recombinant Escherichia coli strain FBR5 at pH 6.5 and 35 °C in 24 h was 22.5 ± 0.6 g L^?1 with a yield of 0.50 g g^?1 available sugars (0.29 g g^?1 straw). The ethanol concentration was 20.6 ± 0.4 g L^?1 with a yield of 0.26 g g^?1 straw in the case of simultaneous saccharification and fermentation by the E. coli strain at pH 6.0 and 35 °C in 72 h. CONCLUSION: The results are important in choosing a suitable pretreatment option for developing bioprocess technologies for conversion of wheat straw to fuel ethanol. Copyright © 2007 Society of Chemical Industry     

Evaluation of enzymatic hydrolysis of wheat straw pretreated by atmospheric glycerol autocatalysis

BACKGROUND: Because ethanol organosolv pulping requires high pressure and is highly volatile, an atmospheric autocatalytic glycerol organosolv pretreatment process has been investigated. Enzymatic hydrolysis of wheat straw pretreated using this method was evaluated to explore a novel, economically competitive and environmentally friendly pretreatment technology for bioconversion of lignocellulosic biomass. The method also provides economical utilization of industrial glycerol, helping to cope with the challenge of the excess production of glycerol and to further defray the cost of biodiesel production. RESULTS: With preliminary optimization of the parameters in the pretreatment process, pretreatment performed at 240 °C for 4 h with the glycerol addition of 15 g g^?1 dry feedstock and wash at 80 °C led to high recovery of cellulose (95%) and good removal of lignin (>70%), which formed, respectively, 80% and 10% of the pulp. The enzymatic hydrolysis of the pretreated wheat straw yielded 90% of theoretically achievable sugar after 24 h and 92% after 48 h. CONCLUSION: Atmospheric autocatalytic glycerol organosolv pretreatment removed significant amounts of hemicellulose and lignin without affecting good cellulose recovery. The proposed novel strategy increased the susceptible of wheat straw to enzyme attack and led to enzymatic hydrolysis that was comparable with that achieved using ethanol organosolv pretreatment. Copyright © 2007 Society of Chemical Industry     

农业秸秆类生物质制取生物燃料的研究进展

为了缓解全球能源危机和解决环境污染问题,将农业秸秆类生物质,通过微生物发酵将它们转化为能源及高附加值的化学品,具有重要意义。介绍农业秸秆类生物质的结构成分;综合评述物理和化学预处理方法;重点介绍由农业秸秆类生物质生产乙醇、丁醇的研究现状。指出农业秸秆发酵制取生物燃料工业化进程的关键所在。     

浅谈秸秆类废弃物制备燃料乙醇的工艺

秸秆类废弃物类物质是地球上一种含量极其丰富的可再生资源,其主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。这种废弃物类物质在经过预处理、水解和发酵工艺后,可以用来生产变性燃料乙醇。文章针对这几个关键工艺步骤进行了描述,并探讨了目前有关方面的最新进展。     

汽爆预处理技术在纤维素乙醇工业化中的应用及实践

纤维素乙醇技术是推动秸秆高值化利用、缓解环境压力的重要途径之一。在整个工艺过程中,原料预处理对于纤维素乙醇技术的发展起着至关重要的作用。其中,蒸汽爆破是目前应用最广、工业化水平最高的预处理技术之一。综述了汽爆技术在纤维素乙醇工业化装置中的应用,按照汽爆方式、汽爆设备类型、工艺流程和添加的化学试剂的不同,对汽爆工艺和设备分别进行了介绍。综合而言,两段式连续汽爆预处理能够有效的降低半纤维素降解产生的抑制物,提高木糖回收率,降低原料成本,是比较有应用前途的技术之一,对设备的耐压能力和稳定性以及系统控制水平要求较高。从化学试剂的使用来看,中性或低酸汽爆是未来工业发展的方向。