菌群预处理对高粱秸秆乙醇-甲烷联合转化效率的影响

生物燃料的生产和利用可减少人类对化石能源的依赖。秸秆富含木质纤维素,是生产生物燃料的重要原料之一,但其结构致密、复杂,生物降解难度大,需要预处理以提高能源转化效率。本研究利用复合菌系MC1预处理高粱秸秆,分析了不同处理时间秸秆的降解特性,比较了秸秆单产甲烷发酵与乙醇-甲烷联产发酵的生物转化效率。结果表明：复合菌系MC1能有效降解高粱秸秆,预处理5 d秸秆的质量损失率达到39.64%,其水解液中可溶性化学需氧量（sCOD）及挥发性有机酸（VFAs）浓度达到最高,分别为8.10 g·L^-1和2.92 g·L^-1。预处理后秸秆单产甲烷发酵时,5 d-预处理体系的甲烷产量（以挥发性固体计）最大,达到180.68mL·g^-1,比未处理秸秆提高了60.56%。预处理后秸秆乙醇-甲烷联产发酵时,5 d-预处理体系乙醇（以挥发性固体计）和甲烷产量最高,分别为79.18 g·kg^-1和239.50 mL·g^-1,比未处理秸秆分别提高了173.78%和138.74%,且总产能达到11 947.04 kJ·kg^-1,是未处理秸秆总产能的2.45倍。高粱秸秆预处理后进行乙醇-甲烷联产比其单产甲烷总产能高出8.21%~65.06%,表明微生物菌群MC1预处理与乙醇-甲烷联合转化是提高高粱秸秆能源转化效率的有效手段。     

不同预处理方法对玉米秸秆酶解和乙醇发酵的影响

研究不同预处理方法对玉米秸秆酶解和乙醇发酵的影响。比较玉米秸秆经粉碎、汽爆和水热3种预处理后酶解液葡萄糖含量、酶解率、乙醇得率以及发酵液中抑制物乙酸、糠醛和羟甲基糠醛的含量,对不同预处理方法进行评价。结果表明:水热超细玉米秸秆能有效提高酶解率,在固液比2:10,酶解48h时,生成葡萄糖含量为60.6g.L-1,纤维素酶解率为63.13%,并且产生的乙酸、糠醛和羟甲基糠醛的含量很低;以此水解液发酵生产乙醇,乙醇含量为28.29g.L-1,乙醇得率为46.68%,为理论乙醇得率的91.5%。说明采用水热超细秸秆可有效提高纤维素酶解率和乙醇得率。     

玉米秸秆发酵生产燃料乙醇的研究综述

玉米秸秆经过预处理、水解和发酵可生成燃料乙醇.综述了玉米秸秆生产乙醇的几个关键工艺.     

响应面法优化玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的研究

为提高玉米秸秆的综合利用,以玉米秸秆穰为发酵原料进行乙醇固态发酵,通过单因素试验考察pH、发酵温度、发酵时间、酶浓度4个因素对玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的影响,在单因素试验基础上利用响应面法建立玉米秸秆穰发酵乙醇产量的数学模型。根据此模型进行工艺参数优化,以乙醇生成率为指标,确定玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的最佳工艺条件:pH 5.1、发酵温度39℃、发酵时间28 h和酶浓度45 U/g。在此条件下,玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的理论产率为0.249 0 g/g,实际得率为(0.237 6±0.000 7) g/g,生产1 t燃料乙醇需要4.002 t的玉米秸秆穰干料,玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的理论转化率为95.77%,进行3组验证试验,乙醇转化率实测值为(95.44±0.28)%,验证了数学模型的有效性,为提高以玉米秸秆穰为原料发酵燃料乙醇提供参考。     

秸秆燃料化利用三技术

一、秸秆纤维素乙醇生产技术1.技术内涵与技术内容秸秆纤维素乙醇生产技术是目前秸秆能源化利用的高新技术之一。秸秆降解液化是秸秆纤维素乙醇生产的主要工艺过程,是指以秸秆等纤维素为原料,经过原料预处理、酸水解或酶水解、微生物发酵、乙醇提浓等工艺,最终生成燃料乙醇的过程。秸秆纤维素乙醇生产技术的关键工艺包括原料预处理、水解、发酵和废水处理。预处理工艺包括物理法、化学法、生物法和联合法;水解工艺包括酸水解和酶     

超声波处理薯渣发酵制乙醇的工艺研究

[目的]开发利用甘薯淀粉加工过程中的废弃物甘薯渣。[方法]对甘薯渣发酵制乙醇的工艺进行了研究,即在温和条件下超声波、超声波结合稀酸和超声波结合稀碱的预处理方法处理木质素后,再在热带假丝酵母和乙醇酵母的共同用下同时将其发酵生产乙醇。[结果]超声波结合稀碱预处理甘薯渣发酵制得乙醇的方法最好,且获得了最佳的工艺条件为固液比1∶15 g/ml、超声波预处理功率250W、时间为30 min,稀碱预处理质量分数为1.0%的NaOH溶液,纤维素酶用量35 IU/g底物,热带假丝酵母与酿酒酵母的接种比1∶1,酵母菌接种量0.75%,在该条件下乙醇产率达到21.4%(重量)以上,与传统工艺相比,产率提高14%。[结论]该研究提高了甘薯深加工产品的附加值,延长产业链,同时可以缓解环境污染问题,有工业推广价值。     

玉米秸秆发酵生产乙醇的工艺研究

[目的]研究玉米秸秆被稀硫酸预处理后,经纤维素酶转化,并利用混合茵发酵生产乙醇的工艺条件。[方法]以唐山丰润当年产玉米秸秆为研究对象,用1．0％的稀硫酸预处理,用里氏木霉生产纤维素酶,在纤维素酶、热带假丝酵母、酿酒酵母共同作用下采用同步糖化共发酵法生产乙醇。[结果]结果表明,纤维素酶生产的最适条件为：玉米秸秆由稀硫酸处理后,滤渣中添加适量营养,接入1．8×10^7～1．9×10^7个／g底物Tr／choderma reesei TJK-108孢子悬浮液,于30℃固态培养7d。最适发酵条件为：发酵温度31℃,发酵周期72h,转速120r／min,纤维素酶用量35IU／g（对底物）,热带假丝酵母与酿酒酵母的接种比2：1,酵母菌接种量为10％。在最适发酵条件下,乙醇产率为0．150g/g（乙醇／玉米秸秆）,比其他试验组产率都高。[结论]玉米秸秆是价廉易得和来源丰富的可再生资源和能源,被纤维素酶转化后可以生产乙醇部分替代石油,这不仅有利于环境保护和资源再利用,而且可减少温室气体的排放和缓解化石能源的危机。     

超声波结合稀碱预处理甘薯渣的乙醇发酵制备

研究了温和条件下超声波、超声波结合稀酸和超声波结合稀碱等预处理甘薯渣发酵生产乙醇的工艺.结果表明,超声波结合稀碱预处理的方法最好,且获得了最佳的工艺条件为固液质量比1:15、超声波功率250 W、超声波处理时间30 min,预处理用10 g/L的NaOH,纤维素酶用量35 IU/g底物,生料酵母菌接种量0.75％.在该条件下乙醇产率达到22.4％,与传统工艺相比,产率提高了19％.     

烟曲霉降解玉米秸秆生产乙醇工艺研究

为有效降低纤维乙醇生产成本，本研究以玉米秸秆作为原料，烟曲霉作为产酶及酶解菌株，采用嗜鞣管囊酵母以半同步糖化发酵方法生产乙醇，对烟曲霉酶解过程、嗜鞣管囊酵母发酵生产乙醇的酶解和发酵条件分别进行了优化。结果表明，在10 g玉米秸秆中加入90 m L 0.2 mol/L Na OH溶液，121℃灭菌20 min并冷却到室温后用5 mol/L无菌H₂SO₄或10 mol/L Na OH调节p H至4.5，加入无菌饱和硫酸铵至终浓度为10 g·L^-1，该组成的发酵培养基中接入8%烟曲霉种子，酶解12 h后接入4%酵母种子，酶解发酵共计28 h，玉米秸秆降解率可达94.2%，获得乙醇31.8 g·L^-1。这说明预处理后无需固液分离及脱毒，采用烟曲霉酶解稀碱预处理玉米秸秆，以及嗜鞣管囊酵母发酵能经济有效低成本获得生物乙醇。     

不同生育时期玉米秸秆酸解还原糖产量变化及工艺条件优化

为了确定酸解预处理秸秆还原糖产量较高的玉米生育时期,为乙醇发酵生产提供较优原料,以"渝单8号"玉米为材料,采用DNS法测定不同稀硫酸预处理和酶解条件下拔节期、抽雄期、抽丝期、乳熟期、成熟期秸秆的总还原糖产量.对水解温度、水解时间、稀硫酸体积分数、固液质量比进行单因素试验,再通过正交试验优化预处理条件.结果表明:在稀硫酸预处理条件下,抽丝期的玉米秸秆总还原糖产量较高,更适合乙醇发酵生产;在处理温度110℃、处理时间40 min、硫酸体积分数2%、固液质量比1:15的最优预处理条件下,还原糖产量达549.42 mg/g.     

甜高粱秸秆发酵生产乙醇的研究

实验结果表明:用2.0%NaOH+2.0%HCl预处理的甜高粱秸秆粉纤维素含量可以达到52.56%,显著高于未经处理的甜高粱秸秆粉;甜高粱秸秆粉经2.0%HCl+2.0%NaOH预处理后,糖化效果优于其它处理;当糖化温度为50℃时,甜高粱秸秆粉的糖化率最高;反应体系的pH为5.0时,糖化率最高;糖化时酶加量以15 IU/g为宜;3种突变菌株比较而言,lwl79发酵产乙醇比较高,乙醇终浓度为15.48 g/L。     

化学预处理对牧草酶解糖化发酵效果的影响

[目的]研究化学预处理对高丹草、沙打旺、御谷和紫花苜蓿酶解糖化发酵效果的影响,评价4种牧草的能源性。[方法]用不同质量分数的硫酸预处理牧草,测定处理前后纤维素、半纤维素和木质素的含量以及不同发酵时间后的葡萄糖浓度和乙醇浓度。[结果]预处理后,牧草的纤维素含量上升,半纤维素和木质素的含量下降。在柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液体系（pH=4．8）中,经1．0％（W／V）稀酸预处理后,4种牧草的乙醇提取浓度均最高。发酵过程中,葡萄糖浓度和乙醇浓度均先增加后降低,分别在发酵后24和48h达到高峰。[结论]预处理促进了紫花苜蓿、高丹草、御谷、沙打旺的酶解糖化发酵,4种牧草的能源性依次降低。     

木薯渣制备乙醇探索研究

[目的]对木薯渣水解糖发酵制乙醇的再利用过程进行考察。[方法]以木薯渣为原料,采用同步糖化发酵工艺,研究木薯渣中淀粉、纤维素和半纤维素水解糖分开发酵或共同发酵制乙醇的过程。[结果]原料中纤维素含量为34.70%,半纤维素含量为9.70%,淀粉含量为15.35%;采用同步糖化共发酵工艺较同步糖化分开发酵工艺,乙醇相对于原料的产率高,可达到28.04%。[结论]该研究可为木薯渣的合理利用提供技术支持。     

响应面法优化玉米芯同步糖化发酵预处理条件

预处理是利用木质纤维素转化生成乙醇的关键步骤。实验基于Box Behnken试验设计,应用Design Expert 8.0软件对玉米芯预处理条件进行响应面分析,建立以同步糖化发酵终点乙醇浓度为响应值的数学模型,结果表明：最佳预处理条件温度为88.6℃、时间为19.81 h、液固比为6.5、硫酸浓度为1.86%(v/v)。与未预处理的玉米芯相比,经预处理后的固体物料中半纤维素去除率达到77.58%,纤维素含量提高66.49%,利用自絮凝酵母SPSC01进行同步糖化发酵,终点乙醇浓度为12.4 g/L,接近预测值12.64 g/L。当加酶量为35 FPU/g时,发酵终点乙醇浓度可达20.54 g/L。     

酶磨法处理玉米秸秆的糖化发酵研究

将纤维素酶、木聚糖酶分别与湿磨相结合对玉米秸秆进行了预处理,对不同料液浓度的酶磨玉米秸秆进行了糖化发酵研究。试验结果表明:当经纤维素酶、木聚糖酶酶磨处理的玉米秸秆料液的酶解浓度均为6%时,还原糖收率最高,分别为37.2%和33.5%;对酶解后的料液进行酒精发酵,发现在酶解料液浓度为11%时,酒精浓度最高,分别为3.0%和2.8%。     

蔗渣发酵生产燃料乙醇的研究进展

燃料乙醇是最有发展前景的新型可再生能源之一,以木质纤维原料替代淀粉类和糖类原料生产乙醇成为全世界研究的热点。蔗渣是制糖工业的主要废弃物,因其来源广泛,纤维素含量高而成为一种重要的可再生生物资源。介绍了蔗渣的组成与特点及蔗渣发酵生产燃料乙醇的现状,阐述了蔗渣预处理、酶解糖化及发酵产乙醇的研究概况。蔗渣用来生产乙醇具有较好的发展前途和重要的现实意义。     

以草本植物为原料的稀酸预处理及发酵研究

研究了杂交狼尾草和沙打旺2种草本植物在3种不同预处理方法及双酶糖化条件下葡萄糖和乙醇得率,评价其能源性差别.切短为对照组,处理组分别为粉碎,粉碎+1.5%硫酸,1.5%硫酸.测定处理前后纤维素、半纤维素和木质素的含量并分析SEM纤维结构图,采用SSF发酵工艺.结果表明,纤维素的含量分升高了1.29%～7.32%,半纤维素和木质素的含量分别降低了4.10%～11.98%、1.56%～3.00%.SEM纤维结构图网状纹理变得清晰.在pH4.8缓冲液体系发酵过程中,葡萄糖浓度缓慢增加,而乙醇浓度呈先增加后降低趋势,发酵后72 h出现峰值.加入果胶酶试验组的乙醇浓度值与对照组比高出0.18%～0.63%(P≤0.05).除粉碎+1.5%硫酸处理外,其它预处理方法提高了杂交狼尾革和沙打旺的纤维素、半纤维素酶解率和发酵转化率,且1.5%硫酸处理组的效果最好,杂交狼尾草的能源性好于沙打旺.     

尼克酸对酿酒酵母发酵生产燃料乙醇的影响

[目的]进一步优化燃料乙醇的生产条件。[方法]以玉米秸秆为原料,研究尼克酸对酿酒酵母发酵生产燃料乙醇工艺的影响。[结果]对于酿酒酵母发酵生产酒精,在发酵12h内,尼克酸对高压蒸汽下酸预处理后秸秆发酵产酒精量、还原糖的利用量有促进作用。[结论]尼克酸在一定条件下有利于燃料乙醇的生产。     

糖化发酵在纤维乙醇生产中的应用研究进展

利用纤维类物质生产燃料乙醇已成为解决能源问题的重要方法。针对糖化发酵生产纤维乙醇的水解反应和发酵进程进行探讨,综述了木质纤维素生产乙醇的发酵方法、发酵菌种的选择、发酵抑制物及其去除方法,可为乙醇生产提供指导和借鉴。     

碱性预处理对稻草秸秆酶解的影响

以稻草秸秆为原料,弱碱性预处理后进行酶解糖化,对预处理前后的稻草秸秆进行扫描电镜观察,研究预处理条件对稻草秸秆半纤维素、纤维素、木质素含量及损失率的影响,通过酶解还原糖的释放量来判断预处理的效果.结果表明:碱性预处理降低了稻草秸秆中木质素的含量,提高了纤维素的含量,增加了纤维素酶与底物的酶解可及度,促进了稻草秸秆酶解糖化.经2.0%NaOH、60 ℃、固液比1﹕12处理24 h后的稻草秸秆,在pH5.0、加酶量31.2 mg/g、45 ℃条件下酶解120 h的还原糖达到了790.3 mg/g,糖化率为81.01%.扫描电镜观察显示,经碱性预处理过的稻草秸秆孔隙度增大,机械组织暴露,酶解的有效比表面积增大,酶解速率加快.