酶法水解木质纤维素预处理工艺进展

预处理工艺是燃料乙醇生产过程成本居高不下的重要原因之一。酶法水解木质纤维素的预处理工艺包括物理法、化学法、生物法,主要是回收其中的纤维素,而生物量全利用则指出,预处理过程应将木质纤维素分离成多种组分,并分别加以利用。     

木质纤维素类原料预处理工艺的研究

木质纤维素的结构特点是不易降解。通过预处理手段(酸处理、碱处理、爆破处理、湿式氧化、超临界CO2处理等),可使纤维素转化为乙醇的效率大大提高。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,并对木质纤维素可再生生物质的预处理技术和应用前景进行了展望。     

木质纤维素生物质预处理技术研究现状

为了研究经济高效的预处理技术,综述了近10年国内外在木质纤维素预处理技术方面的研究,对物理法、物理-化学法、化学法、生物法等预处理技术进行了重点分析,发现稀酸处理法、蒸汽爆破法和生物法等技术极具潜力,但目前的研究仍存在不足,今后还需研究成本低、产率高、污染小的预处理技术。最后对预处理技术的发展提出了建议。     

木质纤维素预处理技术

纤维质物料的预处理是木质纤维素原料生产燃料乙醇的关键步骤。介绍了木质纤维素的组成结构及其对纤维素水解的影响,概述了酸碱处理、湿氧处理、爆破处理、氨爆破处理等方法,对预处理技术的发展前景进行了展望。     

木质纤维素类生物质的应用和预处理研究进展

本文总结分析了我国木质纤维素类生物质的利用方式、预处理方式和水解动力学,并详细介绍了几种现在比较热门的处理方法,包括稀酸处理法、高温液态水法和固体酸催化法。稀酸在酶水解预处理中得到了广泛的应用,稀酸的脱木质素作用较弱,但是半纤维素的溶出率高;高温液态水预处理技术具有无需添加化学试剂、降解产物少等优势;固体酸催化法可以在较低的反应温度下实现纤维素的水解,并且催化剂可以回收利用。最后对各种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。     

氯化胆碱类低共熔溶剂对木质纤维素分离及其利用的研究进展

为了去除木质纤维素固有复杂抗性结构，实现木质纤维素原料的高效利用，研究人员不断开发新的木质纤维素预处理技术。低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents, DESs)作为一种绿色溶剂，具有成本低、制备简单、热稳定性好、可设计性等优势，在促进木质纤维素原料预处理、原料酶解转化方面有着较好的应用潜力，得到了研究者们的广泛关注和认可。本研究在查阅国内外研究现状和研究成果的相关报道基础上，综述了氯化胆碱DESs的合成及性质，预处理木质纤维素的作用机理，对木质纤维素酶解效果及转化为生物乙醇的相关研究，指出不同氢键供体、不同的预处理条件对原料的木质素去除率及葡萄糖产量有很大影响，认为DESs预处理木质纤维素极大提高了后续纤维素酶解过程的糖化率，并对DESs预处理机理、循环使用、工艺参数优化方面提出了展望。     

褐腐菌在木质纤维素降解中的研究进展

为了研究褐腐菌在木质纤维素降解中的作用,综述了国内外近5年褐腐菌对木质纤维素的预处理、生物降解、生物质转化、发酵能力等方面的研究进展,发现其在环境价值和生物技术方面的潜能,而有关生物降解或转化方面的研究大部分都是单独的,缺乏系统化。因此,加强褐腐菌对木质纤维素剩余物的降解与利用,能为其今后的生产应用提供理论基础。     

半纤维素和木质素去除对纤维素糖化过程的影响

采用稀酸常压法、稀酸加压法、稀碱常压法、湿氧化法和稀碱—蒸汽爆破法等方法,对麦秆木质纤维素进行预处理,然后利用纤维素酶对处理后的纤维素进行糖化,考察不同预处理方法对生物量的回收率、纤维素回收率、半纤维素的去除率、木质素的去除率,以及纤维素糖化率的影响。实验表明,木质纤维素中木质素的去除是影响纤维素糖化率的关键因素。当采用湿氧化技术处理麦秆时,木质纤维素的去除率为48.4%,半纤维素的去除率为39.5%时,纤维素的糖化率最大,可达到78.2%。     

辐照技术在生物质降解上的应用研究

辐照降解技术作为辐照技术的一个分支,近年来获得了较快的发展。综述了辐照降解技术的机制、影响因素和辐解产物的分析方法,介绍了其在淀粉、纤维素、其他多聚糖等生物质大分子降解上的应用,展望了辐照降解技术在生物质燃料乙醇技术上的广阔应用前景。     

碱处理对甜高粱秸秆渣组成结构及酶解糖化效果的影响

以甜高粱品种M81为试验材料,以清洗烘干后未经处理的甜高粱渣为对照,在常温、高温高压、微波条件下Ca(OH)₂和常温条件下NaOH处理甜高粱秸秆渣,调查处理后甜高粱秸秆渣木质纤维素组成结构及纤维素酶酶解糖化情况。结果表明,采用的4种处理都能有效地改变甜高粱渣木质纤维素组成结构,其中氢氧化钠常温长时间处理对于木质素与半纤维素的溶降效果最好,3种石灰处理对半纤维素的溶解也均有一定作用。扫描电镜观察石灰高温高压与氢氧化钠常温两种处理对于木质纤维素结构的改变不同,前者木质纤维素表层木质素结构被侵蚀严重,呈破碎状附着在纤维素表面,内部纤维结构仍紧密排列,后者木质纤维素束状结构溶胀降解,表层木质素成分被大量去除,被包裹的纤维素组分显露,纤维素网断裂且纤维素表面出现许多小孔。经这4种方式处理后的甜高粱渣,木质纤维素中纤维素与半纤维素经纤维素酶酶解糖化,葡萄糖和木糖产物浓度都有所提高,分别达到对照的1.5、2.1、1.9、4.2倍和3.1、5.0、4.9、2.4倍;木质纤维素纤维组分的直接转化率与相对转化率的含义与计算方法不同,两种计算方式对于甜高粱木质纤维素生物质原料预处理方式的选择和效果的综合评价具有指导意义。     

生物质糖化和乙醇发酵菌种资源的研究进展

世界能源安全正面临着挑战。发展清洁可再生的生物质燃料乙醇越来越被重视。菌种资源在燃料乙醇生产中起到至关重要的作用。概述了生物质糖化和乙醇发酵菌种资源的研究进展,并展望了今后的研究方向。     

红麻秸秆高效预处理方法的选择

利用地球上储量最大的可再生的植物纤维质转化制备燃料乙醇,对于减少温室效应,缓解能源紧张,提高环境质量具有重大意义。红麻是一种传统的速生高产的纤维作物,为提高红麻纤维质的糖转化率,采用H2O、H2SO4、NaOH溶液（121℃,60 min）或白腐真菌P. sajor-caju固态培养的方法,对红麻秸秆进行预处理,比较了后续的纤维素酶催化红麻秸秆水解的纤维素转化率。结果表明,NaOH预处理样品的纤维素转化率达到82.24%,说明碱性预处理比较适合于红麻秸秆。微生物法预处理能有效去除红麻秸秆的木质素,提高样品的纤维素转化率,但耗时较长,糖分有所损失,可作为辅助预处理方法。     

中国甜高粱茎秆制取乙醇的研究进展

介绍了甜高粱茎秆制取乙醇的关键技术及其主要研究内容,重点介绍了国内甜高粱育种及栽培、茎秆贮藏、乙醇发酵和发酵副产物综合利用的研究现状,分析了甜高粱茎秆制取乙醇在原料供应、发酵和副产物综合利用等关键技术研究中可能存在的问题并提出了建议。     

甘蔗作为能源作物的优势分析及前景展望

与其他能源作物相比,能源甘蔗在原料供应、乙醇产量、生产成本及加工技术等方面具有明显优势,发展前景广阔。能源乙醇生产有利于蔗糖产业的持续发展,促进农业产业结构调整,稳定和提高农民收入。当前,发展甘蔗燃料乙醇产业应重视解决品种选育、工艺改进、政策扶持等问题。     

纤维素热解及其产物转化乙醇的研究进展

为了研究纤维素物质热解产物的乙醇转化,笔者综述了国内外近几年纤维素热解影响因素及其产物（主要为内醚糖）转化乙醇的研究现状,发现以往的研究并没有重视热解过程中各影响因素的综合作用、获得的产物,如内醚糖产率不够理想,同时对热解液主要采取水解后发酵的方式生产乙醇,也不经济可行。通过基因工程技术构建乙醇工程菌,从而实现纤维素热解液向乙醇的直接转化将成为未来发展趋势。     

生物质颗粒燃料集中供料系统设计及在烟叶烘烤中的应用

为探索生物质颗粒燃烧机在烘烤工厂或烤房群中的高效应用,设计生物质颗粒燃料集中供料系统,以期实现各烤房生物质颗粒燃料自动供给。结果表明,利用生物质颗粒燃料供热进行烟叶烘烤,在烘烤过程中温湿度控制比较精准,烘烤工艺较易到位,有利于提高烟叶烘烤质量和降低烟叶烘烤的能耗成本;设计的生物质颗粒燃料集中供料系统,能实现各烤房生物质颗粒燃料的自动供给,整个烘烤过程中无缺料现象;降低了烟叶烘烤操作用工,有利于烟叶烘烤的减工降本。     

Energy crops: Prospects in the context of sustainable agriculture

The objectives of this review are to analyse the potential of bioenergy crops development in European agriculture and to identify research objectives based on transformation technologies. Bioenergy is the chemical energy stored in organic material, which can be directly converted into useful energy sources by biological, mechanical or thermochemical processes. The substitution of food crops with energy crops and the demand for agricultural raw materials for liquid biofuel production will affect agriculture over the next decade and possibly beyond. It is expected that both second-generation biofuel production technology and energy crops used will be more efficient than first-generation. Nonetheless, there are still technical limitations for crop growth and fuel production from second-generation technology. In general, many of the crops that could supply the raw materials for second-generation biofuels are largely undomesticated and are in the first stages of development and management. The development of specific crops dedicated to energy has been proposed as a strategy to produce energy without affecting food security and the environment. The research seeks to develop enzymatic systems for the cost-efficient decomposition of cellulose into its molecular sugar components, which can then be fermented to produce ethanol. This biorefinery of crops into multiple products, including energy, chemical products and materials, will augment the overall value of the biomass. Clearly, multidisciplinary research is necessary to address sustainable biofuel production.