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。     

利用蒸汽渗透技术实现发酵过程中乙醇的原位分离

正吉林石化研究院和北京化工大学合作承担的利用蒸汽渗透技术实现生物质燃料乙醇的原位发酵-分离过程研究项目通过了中国石油科技管理部组织的专家验收。采用该项目成果建设的乙醇发酵-蒸汽渗透耦合中试装置评价表明:渗透液中乙醇浓度在340~480g/L,发酵液中乙醇浓度保持在54~66g/L,分离性能稳定,效果显著,各项指标均达到要求。该项目组在国内首次提出了一种利用蒸汽渗透技术原位分离乙醇的方法,将生物乙醇发酵过程与蒸汽渗透技术相     

基于发酵吸附分离耦合制备生物乙醇的研究进展

原位产物分离技术可以解除发酵过程中产生的乙醇对酵母细胞生长的抑制作用。与传统蒸馏相比,原位产物分离可以极大地降低乙醇的分离能耗。分析和评述了乙醇发酵与吸附分离耦合工艺中涉及的吸附剂类型（如沸石、硅质岩、活性炭、树脂及生物质吸附剂等）,脱附方法（如常规热脱附、微波辐照脱附）和耦合模式（如原位耦合模式、异位耦合模式）。提出今后的研究重点在于开发出优良的吸附剂和选择合适的脱附方法。     

生物丁醇分离技术的研究进展及发展趋势

生物基（正）丁醇是一种重要的化学品和替代燃料,其主要制备途径为糖质底物的丙酮-丁醇-乙醇（ABE）发酵。受制于发酵副产物多、溶剂浓度低、产物共沸等因素,传统的生物丁醇分离过程存在分离能耗大、成本高等问题,制约其产业化制备。为解决生物丁醇分离的技术瓶颈,近年来,应用新型分离技术实现与ABE发酵过程的耦合成为研究的热点。本文综述了生物丁醇分离技术的最新研究进展,讨论了基于汽液平衡、相转移、膜分离技术等新型分离方式的技术特点;并针对多级分离级联系统开发、面向终产物的精馏技术的新趋势、新特点进行剖析和讨论。随着分离技术的发展和进步、生物炼制工艺开发和集成,生物丁醇的制备成本可望进一步降低,提升市场竞争力。     

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。     

蒸汽渗透技术在乙醇发酵原位分离耦合过程中的应用研究

利用5L发酵罐分别对乙醇流加发酵、分批发酵蒸汽渗透耦合过程和流加发酵蒸汽渗透耦合过程进行了研究,并对过程进行了优化。当发酵液中ρ(乙醇)70g/L时,乙醇产率明显减慢;相对于分批发酵,蒸汽渗透耦合可使乙醇产率提高25%;相对于流加发酵,蒸汽渗透耦合可使乙醇产率提高44%;发酵与蒸汽渗透耦合最佳料液体积与膜面积比V∶A=0.053m,一级冷凝温度为-20℃,在以上条件下,整个过程乙醇回收率可达92.80%,发酵与蒸汽渗透能够较好耦合。     

基于ASPEN PLUS平台的生物乙醇制生物乙烯的工艺优化

生物乙醇与生物乙烯的过程耦合是降低生物乙烯成本的重要途径.在充分分析生物乙醇制乙烯工艺的特点后,以ASPEN PLUS模拟软件为平台,对乙醇分离与乙醇脱水反应过程的耦合进行了优化设计,优化后的工艺流程节省蒸汽73%,节省能耗6%.     

合成气生物发酵法制乙醇的研究进展

采用合成气生物发酵法制乙醇具有反应条件温和、产物选择性高、原料来源广泛、低碳可持续发展等优势,是一种具有前景的可再生能源新型生产工艺。文章综述了合成气发酵法制乙醇的微生物种类及对应的适宜操作条件,分析了合成气发酵法制乙醇的Wood-Ljungdahl代谢途径;总结了合成气的广泛来源;分析讨论了过程工艺参数如合成气组成及压力、pH、温度、培养基组分、气液传质对合成气发酵的影响;指出合成气发酵法制乙醇面临的底物传质性能差、乙醇收率低等关键问题,比较了典型反应器在传质方面的差异,归纳了传质强化方法;总结了合成气发酵法制乙醇的工业化进展, 并提出了未来的发展方向。     

发酵与分离耦合过程研究进展

介绍了真空发酵、气提发酵、萃取发酵、膜分离发酵和离子交换发酵等耦合过程的原理、特点、应用范围及国内外概况。     

一体化生物加工过程生产乙醇的研究进展

一体化生物加工过程（consolidated bioprocessing,CBP）指通过对理想底盘微生物的开发和利用来实现一步转化木质纤维素为生物产品的生物加工程序。本文回顾了一体化生物加工过程的研究背景,简述了其开发理念和技术路线,全面综述了近年来该技术在转化木质纤维素生产二代生物乙醇研究中的不同策略及最新的研究进展。分析了CBP系统中自然菌株、重组菌株和共培养菌株在转化木质纤维素生产生物乙醇时的优点和瓶颈因素。研究了基因工程、代谢工程等工程手段和技术在克服此技术中的阻碍性因素及提升乙醇得率等方面的应用价值和潜力。最后,论述了组学及合成生物学等新兴生物技术对CBP生物乙醇的贡献和二代生物乙醇的商业化发展现状及CBP乙醇未来所面临的机遇与挑战。     

分子印迹技术的研究进展及其在分离中的应用

分子印迹技术（MIT）是一种新的、很有发展潜力的分离技术。分子印迹聚合物因其具有预定性、识别性和实用性的优点,已广泛应用于分离技术中,显示出良好的应用前景,引起了人们的广泛关注。介绍了分子印迹技术的产生、原理及其在分离技术方面的应用,并对其进行了展望。     

膜分离技术在染料行业中的应用研究进展

介绍了粗制染料的脱盐与浓缩纯化生产的研究进展。膜分离作为一种清洁生产工艺技术,使合成染料的脱盐和浓缩同时进行,从而成功地得到高浓度、低盐的染料产品如活性染料、荧光增白剂和酸性染料等。在膜法治理染料废水方面,介绍了膜分离、预处理/膜分离组合和膜分离/氧化组合等3种工艺及其应用实例,并简要介绍了新型膜材料和膜过程的发展状况。     

一氧化碳分离技术

目前从混合气体中提纯CO的技术有深冷法、COSORB法和变压吸附法。介绍了以上几种方法的技术进展,其中重点介绍了以PU-1为吸附剂的变压吸附法的应用效果。     

In situ separation and characterization of britholite crystals in RE-bearing slag via supergravity

Bayan Obo ore has abundant rare earth (RE) reserves, and RE elements (REEs) are mainly transferred into the RE-bearing slag. However, the utilization of RE-bearing slag is greatly limited due to the serious lack and ambiguity of RE crystals. In this study, in situ separation of RE crystals from RE-bearing slag via supergravity was developed, and the high-purity crystals of britholite with various REEs contents were selectively separated from the CaO–SiO₂–CaF₂–P₂O₅–Ce₂O₃ system with a high REEs recovery ratio of 95.58%–98.65%. On this basis, the chemical formula, the crystal structure, and the formation mechanism of britholite were characterized from the high-purity crystals through a combination of the Rietveld refinement and DFT calculation. It was found that the britholite was verified to be evolved from Ca₅(PO₄)₃F, there would be an SiO₄⁴⁻ instead of a PO₄³⁻ when a Ce³⁺ replaced a Ca²⁺, the chemical formula changed from Ca₅(PO₄)₃F to Ca_4.377Ce_0.623Si_0.6P_2.4O₁₂F, Ca_3.956Ce_1.044Si_1.01P_1.99O₁₂F, and Ca_3.176Ce_1.824Si_1.93P_1.07O₁₂F with the increase of REEs content, and the substitution range of REEs was between 0 and 2. This study supplements some necessary basic data of RE crystals, which provides the theoretical reference for efficient recovery of RE resources and sustainable utilization of RE-bearing slag.     

Filler effect on polymerization kinetics and phase separation in polymer blends formed in situ

The kinetics of formation of a mixture of two polymers [poly(methyl methacrylate) and polyurethane] in situ in the course of two simultaneously proceeding reactions was studied in the presence of various amount of a filler (fumed silica). It was shown that the filler affects the rates of both reactions. In addition, the filler exerts an influence on the phase separation induced by the chemical reaction increasing the amount of a filler increases the time for the onset of phase separation. The effects observed may be explained both by the increase in the viscosity of the reaction system due to introduction of a filler and by selective adsorption of reaction system components at the interface with filler particles. In all cases, phase separation in the early stages of reaction proceeds in a four‐component system (two polymers formed and two initial compounds) and obeys the spinodal mechanism. It is also shown that the final morphology is determined far from the end of the reaction and before establishing the equilibrium state. © 2003 Society of Chemical Industry