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。     

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。     

纤维素燃料乙醇废液与煤的成浆性能研究

提出了一种纤维素燃料乙醇废液大规模资源化利用的新方法—将纤维素燃料乙醇废液与煤共混制备废液煤浆作燃料用。借助旋转黏度计对废液煤浆(WLCS-CEF)进行流变性测定,研究了成浆浓度、废液加入量和添加剂对煤浆流变性的影响。结果表明,废液煤浆的表观黏度随成浆浓度及废液加入量的增加而增大,添加剂的加入明显改善废液煤浆的流变特性。废液中大分子量的木质素及未水解完全的纤维素和半纤维素能起到稳定煤浆的作用,同浓度下的废液煤浆比水煤浆稳定性高,且煤浆稳定性随浓度增大而增强,合适的添加剂也能改善稳定性。当选择添加剂A,成浆浓度为62%,废液添加量为煤量的2.5%时,制得的废液煤浆比较适合气化。     

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...     

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.     

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。     

木质纤维素化学水解产生可发酵糖研究

能源短缺已成为国际上亟待解决的问题,利用生物质纤维素生产能源乙醇是目前研究的热点.生物质纤维素转化能源乙醇技术的关键与瓶颈之一是如何将纤维素水解为可发酵单糖,水解技术尚处于不断发展之中.本文主要综述了生物质纤维素化学水解的研究进展.     

木质纤维素化学水解产生可发酵糖研究

能源短缺已成为国际上亟待解决的问题,利用生物质纤维素生产能源乙醇是目前研究的热点.生物质纤维素转化能源乙醇技术的关键与瓶颈之一是如何将纤维素水解为可发酵单糖,水解技术尚处于不断发展之中.本文主要综述了生物质纤维素化学水解的研究进展.     

木质纤维素化学水解产生可发酵糖研究

能源短缺已成为国际上亟待解决的问题,利用生物质纤维素生产能源乙醇是目前研究的热点。生物质纤维素转化能源乙醇技术的关键与瓶颈之一是如何将纤维素水解为可发酵单糖,水解技术尚处于不断发展之中。本文主要综述了生物质纤维素化学水解的研究进展。     

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.     

突破纤维素水解的技术难点

纤维素水解实验比较难做的主要因素有 2个 ;一是水解时间过长 ,二是水解液的碱化终点不好判断。笔者经过反复研究 ,发现了一种仅用 4ｍｉｎ就足以完成这一包括水解—中和—检测 3个环节的实验方法。现提供给大家 ,供同行们参考。1　实验方法(1)水解液的制备①取少许药棉 (即脱脂棉 )用水润湿 ,挤出水分并捻成一团后松开约黄豆粒大小 ,装入试管。②向试管中注入 2ｍＬ浓Ｈ2 ＳＯ4 并用力振荡试管使液体呈无色粘稠状。把试管放进沸水中浴热(预先备好沸水浴装置 )。③大约 1ｍｉｎ ,液体表层微显亮棕色 (表层以下的液体仍呈无色粘稠状 )。此时…     

纤维素废弃物的生物转化

从纤维素酶法水解出发，叙述了纤维废弃物生物转化为葡萄糖和乙醇的研究现状和发展趋势，重点说明了加快反应速率、提高纤维素酶利用率的几种方法。     

亚/超临界乙醇液化秸秆纤维素解聚反应研究与机理初探

利用间歇式高压反应釜,在反应温度200～330 ℃、乙醇用量0～150 mL条件下,考察了亚/超临界乙醇直接液化秸秆纤维素的解聚行为,并初步探讨了其液化机理。结果表明,反应温度、乙醇用量和反应停留时间对秸秆纤维素的液化均有显著影响,反应温度由200 ℃升高至330 ℃,重油和气体收率分别增加了12.55%、28.83%;乙醇用量增加,反应压力随之升高,乙醇进入超临界状态,残渣和气体收率相比单纯热裂解分别降低11.10%和8.44%。通过GC/MS、FT-IR分析生物油组分和残渣特性,表明秸秆纤维素在亚/超临界乙醇中断键裂解,且酮类和乙酯类化合物是生物油的主要成分。