纤维素乙醇产业化

由于能发挥缓解能源紧张、减少环境污染、促进农村发展等重要作用,利用年产量巨大的植物纤维资源,生产可再生性液体替代燃料乙醇的技术受到了巨大的关注,成为工业生物技术的研究热点.酶法生产纤维素乙醇面临多种困难:纤维素原料比重轻,收集运输不便;原料结构复杂,需要深度预处理;纤维素酶系的酶解效率有待提高;半纤维素中的木糖难以发酵转化为乙醇等.经过多年研究,新技术已经取得重大进展,开始接近实用化.紧迫的社会需求正在迫使国内外政府和企业界大量投资,开展纤维素乙醇的中试研究和试生产,力求在短时期内克服上述难点,尽快实现产业化.充分利用植物纤维资源中的多种组分,联合生产乙醇和部分高值产品的生物精练技术,是实现纤维素乙醇产业化的重要突破口和必然途径.玉米芯生物精练生产乙醇和木糖相关产品的技术正在进行产业化.本文综述了纤维素乙醇产业化的研究进展并做了展望.     

纤维素乙醇产业化

由于能发挥缓解能源紧张、减少环境污染、促进农村发展等重要作用,利用年产量巨大的植物纤维资源,生产可再生性液体替代燃料乙醇的技术受到了巨大的关注,成为工业生物技术的研究热点.酶法生产纤维素乙醇面临多种困难:纤维素原料比重轻,收集运输不便;原料结构复杂,需要深度预处理;纤维素酶系的酶解效率有待提高;半纤维素中的木糖难以发酵转化为乙醇等.经过多年研究,新技术已经取得重大进展,开始接近实用化.紧迫的社会需求正在迫使国内外政府和企业界大量投资,开展纤维素乙醇的中试研究和试生产,力求在短时期内克服上述难点,尽快实现产业化.充分利用植物纤维资源中的多种组分,联合生产乙醇和部分高值产品的生物精练技术,是实现纤维素乙醇产业化的重要突破口和必然途径.玉米芯生物精练生产乙醇和木糖相关产品的技术正在进行产业化.本文综述了纤维素乙醇产业化的研究进展并做了展望.     

纤维素制取乙醇技术

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.以纤维素为原料生产乙醇主要包括水解和发酵两个转化过程.本文介绍了纤维素生产燃料乙醇的原理及工艺过程,同时讨论了各工艺过程需要解决的关键技术问题,分析了过程的经济性,最后介绍了国内外的应用现状,展望了纤维素生产燃料乙醇的产业化前景.     

纤维素制取乙醇技术

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.以纤维素为原料生产乙醇主要包括水解和发酵两个转化过程.本文介绍了纤维素生产燃料乙醇的原理及工艺过程,同时讨论了各工艺过程需要解决的关键技术问题,分析了过程的经济性,最后介绍了国内外的应用现状,展望了纤维素生产燃料乙醇的产业化前景.     

纤维素制取乙醇技术

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。以纤维素为原料生产乙醇主要包括水解和发酵两个转化过程。本文介绍了纤维素生产燃料乙醇的原理及工艺过程,同时讨论了各工艺过程需要解决的关键技术问题,分析了过程的经济性,最后介绍了国内外的应用现状,展望了纤维素生产燃料乙醇的产业化前景。     

硝酸乙醇法测定纤维素含量

根据秸秆乙醇的工艺特点,对硝酸乙醇法测定玉米秸秆、小麦秸秆、稻草及其预处理后物料的纤维素含量进行了研究.优化了粉碎时长、硝酸-乙醇混合液处理遍数、试样粒度及抽滤漏斗孔径四个参数.确定了优化后的测定方法:秸秆试样粉碎时长15 s,硝酸-乙醇混合液处理4遍,粒度40～60目,使用G2玻璃砂芯漏斗.秸秆预处理后物料试样粉碎时...     

基于纤维小体展示技术的酿酒酵母纤维素乙醇研究进展

利用联合生物加工工艺生产第二代燃料乙醇(纤维素乙醇)是国内外的研究热点.前期的研究结果表明,酿酒酵母分泌或展示非复合型纤维素酶体系的应用效果并不理想,而复合型纤维素酶体系(即纤维小体)因对纤维素的降解能力比非复合型纤维素酶体系更强,所以其在酿酒酵母细胞表面的组装研究受到越来越多的关注.目前,单支架和双支架纤维小体在酵母细胞表面的完全自组装以及多细胞协同参与的非完全自组装均已实现.纤维小体展示型酿酒酵母已能直接利用结晶型纤维素发酵生产乙醇,但由于降解模块的结构缺陷,纤维素乙醇的产量仍然偏低.本文对纤维小体的酵母展示技术及其在纤维素乙醇发酵中的应用研究进行了论述,并对该领域的发展方向进行了展望.     

中国纤维素乙醇技术的研究进展

中国面临着严重的能源短缺和环境污染问题,中国政府正在局部几个省份内政策性鼓励燃料乙醇生产和使用.尽管当前主要是用玉米和谷物作为生产乙醇的原料,然而中国具有大量潜在的低成本的纤维素生物质原料,可以极大地扩大乙醇的产量,降低原料成本.近20年来,由于技术的革命性进步,已使得纤维素乙醇的生产成本从4美元/加仑以上,降低至约1.2-1.5美元/加仑.其中,每吨生物质约44美元.因此,目前乙醇掺汽油具有十分强的市场竞争力.已有几个公司正在建造首批商业纤维素乙醇工厂,虽然这些刚起步的小型设施在合理利用和管理上风险较小,但规模经济需要较大型工厂.尽管配送生物质原料的成本会随需求的增加而增加,但在乙醇生产基础上的生物精炼技术的发展,尤其是化工产品和动力的协同生产,将会使全过程的经济可行性大大提高.进一步深入的基础研究,将解决低成本下实现纤维素的完全利用,以确保在无政策性补贴的前提下,真正使纤维素乙醇成为具有市场竞争力的低成本纯液体燃料.     

中国纤维素乙醇技术的研究进展

中国面临着严重的能源短缺和环境污染问题,中国政府正在局部几个省份内政策性鼓励燃料乙醇生产和使用。尽管当前主要是用玉米和谷物作为生产乙醇的原料,然而中国具有大量潜在的低成本的纤维素生物质原料,可以极大地扩大乙醇的产量,降低原料成本。近20年来,由于技术的革命性进步,已使得纤维素乙醇的生产成本从4美元/加仑以上,降低至约1.2—1.5美元/加仑。其中,每吨生物质约44美元。因此,目前乙醇掺汽油具有十分强的市场竞争力。已有几个公司正在建造首批商业纤维素乙醇工厂,虽然这些刚起步的小型设施在合理利用和管理上风险较小,但规模经济需要较大型工厂。尽管配送生物质原料的成本会随需求的增加而增加,但在乙醇生产基础上的生物精炼技术的发展,尤其是化工产品和动力的协同生产,将会使全过程的经济可行性大大提高。进一步深入的基础研究,将解决低成本下实现纤维素的完全利用,以确保在无政策性补贴的前提下,真正使纤维素乙醇成为具有市场竞争力的低成本纯液体燃料。     

中国纤维素乙醇技术的研究进展

中国面临着严重的能源短缺和环境污染问题,中国政府正在局部几个省份内政策性鼓励燃料乙醇生产和使用.尽管当前主要是用玉米和谷物作为生产乙醇的原料,然而中国具有大量潜在的低成本的纤维素生物质原料,可以极大地扩大乙醇的产量,降低原料成本.近20年来,由于技术的革命性进步,已使得纤维素乙醇的生产成本从4美元/加仑以上,降低至约1.2-1.5美元/加仑.其中,每吨生物质约44美元.因此,目前乙醇掺汽油具有十分强的市场竞争力.已有几个公司正在建造首批商业纤维素乙醇工厂,虽然这些刚起步的小型设施在合理利用和管理上风险较小,但规模经济需要较大型工厂.尽管配送生物质原料的成本会随需求的增加而增加,但在乙醇生产基础上的生物精炼技术的发展,尤其是化工产品和动力的协同生产,将会使全过程的经济可行性大大提高.进一步深入的基础研究,将解决低成本下实现纤维素的完全利用,以确保在无政策性补贴的前提下,真正使纤维素乙醇成为具有市场竞争力的低成本纯液体燃料.     

纳米纤维素的制备及产业化

纳米纤维素因其独特的结构及优越的性能引起了学术和企业界的广泛关注与重视,日渐成为新材料和纤维素科学领域的研究热点。以木质纤维资源为原料,可分离出两种主要类型的纳米纤维素：纤维素纳米晶体（CNC）和纤维素纳米纤丝（CNF）。本文详细综述了CNC和CNF的制备方法,着重介绍了近几年新兴的制备方法,包括可回收的有机酸水解法综合制备CNC和CNF,美国高附加值制浆（AVAP）法制备木质素包覆的CNC和CNF,低共熔溶剂预处理结合机械剪切高效制备CNC和CNF,以及微极性环境下可调控机械剥离制备亲疏水性CNF等。同时,讨论了各种制备方法的优缺点,并介绍了国内外纳米纤维素的产业化研究进展。最后,我们提出纳米纤维素的制备方法未来将朝着绿色、高效和可持续的方向发展。     

生物预处理对甘蔗渣转化的影响

为了研究不同种类产纤维素酶的菌株降解甘蔗渣的效果,结合已得出的最佳化学预处理方法,利用枯草芽孢杆菌、绿色木霉和烟曲霉三种高产纤维素酶的菌株对甘蔗渣进行生物预处理,比较降解效果;并用腺嘌呤缺陷型和非缺陷型酵母进行发酵,比较乙醇产量。结果表明:分解10 g甘蔗渣,枯草芽孢杆菌组还原糖产量为427.56 mg,绿色木霉组还原糖产量为887.36 mg,烟曲霉组还原糖产量为982.84mg。相同还原糖含量的烟曲霉组和绿色木霉组滤液用腺嘌呤缺陷型酵母发酵时,在27℃发酵25.5 h,乙醇浓度达到最高值,绿色木霉组为5.4%,烟曲霉组为5.5%。在三种产纤维素酶菌株中,烟曲霉降解甘蔗渣的效果最好。     

秸秆生产乙醇预处理关键技术

乙醇是一种很有希望替代有限石油的燃料.目前燃料乙醇已在我国部分省市得到应用.我国目前燃料乙醇生产的主要原料是陈化粮,但我国陈化粮可用于燃料乙醇生产的量十分有限.真正可大量转化乙醇的应是纤维质材料.纤维质材料转化乙醇的挑战性问题是产量偏低、成本偏高.纤维质材料的预处理是转化乙醇过程中的关键步骤,该步骤的优化可明显提高纤维素的水解率,进而降低乙醇的生产成本.本文总结了纤维质材料预处理的各种方法,对各种方法的优缺点进行了综述和分析,并对生物质预处理技术发展的前景进行了展望.     

秸秆生产乙醇预处理关键技术

乙醇是一种很有希望替代有限石油的燃料。目前燃料乙醇已在我国部分省市得到应用。我国目前燃料乙醇生产的主要原料是陈化粮,但我国陈化粮可用于燃料乙醇生产的量十分有限。真正可大量转化乙醇的应是纤维质材料。纤维质材料转化乙醇的挑战性问题是产量偏低、成本偏高。纤维质材料的预处理是转化乙醇过程中的关键步骤,该步骤的优化可明显提高纤维素的水解率,进而降低乙醇的生产成本。本文总结了纤维质材料预处理的各种方法,对各种方法的优缺点进行了综述和分析,并对生物质预处理技术发展的前景进行了展望。     

Developing biorefinery in China

Biorefinery based on biomass resources is an important approach for the oil refining and petrochemical industry to achieve sustainable development. Two types of biorefinery suitable for China’s biomass resources are presented in this paper. With sorgo and cassava as raw material, an ethanol-biorefinery for the production of ethanol-gasoline and chemicals is explored, and with rape seed and cotton seed oil as raw material, a biodiesel-biorefinery for the production of biodiesel and chemicals is also explored. The associated problems and measures taken are discussed in the end.     

利用可再生农林生物质资源的炼油厂--推动化学工业迈入"碳水化合物"新时代

本文首先介绍了国外以玉米、废弃生物质为原料发展生物炼油厂的设想;然后根据我国国情和已有技术基础,设想了以甜高梁、木薯为原料生产乙醇车用汽油和化工产品的生物炼油厂,以及以菜籽油、棉籽油为原料生产生物柴油和化工产品的生物炼油厂;最后探讨了遇到的问题和采取的对策。     

The lignol approach to biorefining of woody biomass to produce ethanol and chemicals

Processes that produce only ethanol from lignocellulosics display poor economics. This is generally overcome by constructing large facilities having satisfactory economies of scale, thus making financing onerous and hindering the development of suitable technologies. Lignol Innovations has developed a biorefining technology that employs an ethanol-based organosolv step to separate lignin, hemicellulose components, and extractives from the cellulosic fraction of woody biomass. The resultant cellulosic fraction is highly susceptible to enzymatic hydrolysis, generating very high yields of glucose (>90% in 12–24h) with typical enzyme loadings of 10–20 FPU (filter paper units)/g. This glucose is readily converted to ethanol, or possibly other sugar platform chemicals, either by sequential or simultaneous saccharification and fermentation. The liquor from the organosolv step is processed by well-established unit operations to recover lignin, furfural, xylose, acetic acid, and a lipophylic extractives fraction. The process ethanol is recovered and recycled back to the process. The resulting recycled process water is of a very high quality, low BOD₅, and suitable for overall system process closure. Significant benefits can be attained in greenhouse gas (GHG) emission reductions, as per the Kyoto Protocol. Revenues from the multiple products, particularly the lignin, ethanol and xylose fractions, ensure excellent economics for the process even in plants as small as 100 mtpd (metric tonnes per day) dry woody biomass input—a scale suitable for processing wood residues produced by a single large sawmill.