稀酸蒸汽爆破玉米秸秆预水解液的脱毒及乙醇发酵

以水洗稀酸蒸汽爆破玉米秸秆(ASC)得到的预水解液为原料,分析了ASC预水解液中可发酵性糖、碳水化合物降解产物和主要木质素降解产物的含量,研究了ASC预水解液乙醇发酵性能、3种脱毒方法对预水解液进行脱毒及乙醇发酵性能。研究结果表明,ASC预水解液中可发酵糖类主要含有木糖(49.50 g/L)及少量葡萄糖(9.80 g/L),可用于发酵制备乙醇,但含有大量抑制物不利于乙醇发酵,发酵60 h时的糖利用率和乙醇得率分别仅有87.96%和74.63%。ASC预水解液经过乙酸乙酯萃取、酵母吸附和亚硫酸钠处理3种方式脱毒后乙醇发酵性能均得到较大改善:经乙酸乙酯萃取脱毒后发酵36 h时的糖利用率和乙醇得率分别为95.40%和90.71%;经酵母吸附脱毒后发酵48 h时的糖利用率和乙醇得率分别为97.83%和81.98%;经亚硫酸钠处理脱毒后发酵48 h时的糖利用率和乙醇得率分别为95.55%和84.74%。虽然乙酸乙酯萃取脱毒效果最佳,但从工业应用前景来看,酵母吸附和亚硫酸钠处理是最佳选择。     

洗涤模式对蒸汽爆破玉米秸秆脱毒的影响

采用3种洗涤模式对蒸汽爆破预处理玉米秸秆进行脱毒,研究了其酶水解液的乙醇发酵性能,比较了不同用水量下逆流洗涤蒸汽爆破玉米秸秆酶水解液的乙醇发酵性能.结果表明,逆流洗涤脱除主要发酵抑制物的效果最好,批式分次洗涤效果次之,批式洗涤效果最差,3种洗涤方式对主要发酵抑制物乙酸的脱除率分别为100％、92.27％和77.66％.蒸汽爆破玉米秸秆经固液比1∶7.5(g∶ mL)逆流洗涤、酶水解和水解糖液浓缩后被酿酒酵母发酵24 h,糖利用率97.58％,乙醇得率93.74％.     

蒸汽爆破法预处理木质纤维原料的研究

木质生物资源可以用来生产乙醇,但其结构与化学成分阻碍了纤维素对酶的可及性,因此必须对原料进行预处理,从而有效地酶解纤维素。蒸汽爆破法预处理木质生物资源。可有效去除半纤维素。分离出活性纤维。并且成本低,不用或少用化学药品。对环境无污染。     

阴离子交换树脂对玉米秸秆蒸汽爆破预处理液的选择性脱毒

分别以糖-酸-醛模拟液和玉米秸秆蒸汽爆破预处理液为实验材料,比较了4种典型的阴离子交换树脂的选择性交换吸附脱毒性能,从中筛选出大孔型苯乙烯系阴离子交换树脂D301。D301树脂可以选择性地吸附脱除模拟液大部分酸类和呋喃醛类抑制物,但几乎不吸附糖类。其中,酸类的交换吸附符合Freundlich多分子层等温吸附特征,而糖类和呋喃醛类符合Langmuir单分子层吸附特征。在玉米秸秆蒸汽爆破预处理液中,D301树脂仍然保持对酸和呋喃醛类抑制物的选择性交换吸附性能,但是受未知成分杂质的复杂交换作用的影响和干扰,它对酸类和糠醛类抑制物的总脱除率由70.2%显著下降至44.5%,降幅达36.6%;而对单糖类的吸附率由1.2%大幅急剧提高至25.5%～37.9%,增幅达20～31倍;低聚木糖和低聚葡萄糖的吸附率分别达到13.7%和10.6%。采用减压蒸发浓缩与树脂吸附相结合联合脱毒方法可脱除69.1%和94.4%的酸类和醛类,脱除75.4%色素类和33.9%木质素分解物质,同时造成糖类损失16.3%。联合脱毒方法可以有效提高玉米秸秆蒸汽爆破预处理液的发酵生产性能,但是距离工业化发酵生产水平的差距仍然较大,仍需要针对木质纤维原料预处理体系的脱毒技术开展更加广泛和深入的研究工作。     

蒸汽爆破预处理技术及其对纤维乙醇生物转化的研究进展

由于木质纤维素复杂结构及纤维素结晶的特点,需要合适的预处理方法增加纤维素对酶分子的可及性。蒸汽爆破法因其低成本、无污染、能耗低等优点近年来备受关注。本文介绍了蒸汽爆破及其影响因素,在此基础上,着重讨论了几种常见的蒸汽爆破技术如稀酸蒸爆技术、稀碱蒸爆技术、氨纤维爆破技术及组合蒸爆技术等以及蒸爆设备,同时介绍了蒸汽爆破在纤维乙醇生物转化过程中的应用研究。     

蒸汽爆破-乙醇蒸煮两步法预处理对麦秆结构的影响

对麦秆采用先蒸汽爆破后乙醇蒸煮的两步法进行预处理,研究预处理对麦秆组分及结构变化的影响。蒸汽爆破过程实验条件选取200 g绝干麦秆,压力1.75 MPa和时间3.5 min。乙醇预处理过程选取80 g蒸汽爆破麦秆(绝干),55%乙醇,两者固液比1∶5(g∶mL),温度170℃、时间30 min。通过高效液相色谱法测定,预处理最终产物组分中半纤维素降低89%左右,木质素降低35%左右。采用红外光谱、纤维形态分布分析及SEM分析对预处理过程中麦秆结构变化情况进行研究,结果表明:蒸汽爆破过程破坏了半纤维素酯键连接且半纤维素降解非常明显,但对纤维素链结构影响和降解作用相对较低;麦秆经过蒸汽爆破预处理后,纤维平均长度明显降低,而平均宽度却显著增加;再经乙醇预处理后纤维平均长度基本保持不变,但平均宽度降低;经两步预处理后麦秆纤维的天然物理结构由紧密到蓬松,纤维束呈松散状态且纤维表面基本无碎片附着物,利于后续加工利用。     

玉米秸秆蒸汽爆破降解产物的分析

采用高效液相色谱(HPLC)和气质联用(GC-MS)色谱技术对玉米秸秆蒸汽爆破降解产物进行分析.玉米秸秆经蒸汽爆破预处理后,其纤维素、半纤维素和木质素降解损失分别为9.60%、47.98%和17.55%.采用HPLC对碳水化合物降解和分解产物定量分析,100g玉米秸秆预处理后,产生甲酸2.10g、乙酸2.00g、乙酰丙酸0.10g、5-羟甲基糠醛0.08g和糠醛0.13g.采用GC-MS对木质素和提取物降解产物定性分析,共检测出14种芳香类化合物、22种脂肪酸类化合物和5种呋喃化合物.     

碳水化合物降解产物对酿酒酵母乙醇发酵的影响

研究了木质纤维原料预处理产生的主要碳水化合物降解产物对酿酒酵母乙醇发酵的影响,以及酿酒酵母对玉米秸秆酶水解液的乙醇发酵.碳水化合物降解产物对酿酒酵母NLH13乙醇发酵毒性依次为:甲酸>乙酸>糠醛>羟甲基糠醛,酿酒酵母NLH13乙醇发酵可耐受的甲酸和乙酸质量浓度分别为1和4 g/L,酿酒酵母NLHl3在2～10 g/L范...     

玉米秸秆生物炼制燃料乙醇的研究

以玉米秸秆为原料,研究了中酸预处理条件下水洗得到的残渣经酶水解后进行己糖发酵、水洗液经三烷基胺萃取脱毒后进行戊糖发酵的乙醇得率,并对整个工艺进行了物料衡算.结果表明:中酸预处理的最佳条件为温度100℃,硫酸质量分数3％,时间12h.残渣的酶水解液浓缩至葡萄糖质量浓度为138.72g/L进行乙醇发酵,在24 h时糖利用率...     

蒸汽爆破预处理条件对麦草酶水解影响的研究

在预处理温度分别为190℃和210℃,停留时间分别为2、4、8min的条件下,分析不同预处理条件对麦草原料得率、半纤维素组分、纤维素的回收率、纤维素的酶水解得率产生的影响.研究结果表明,随着预处理条件的加剧,汽爆原料的得率呈下降趋势,而纤维素和半纤维素组分的溶解程度提高,酶水解得率相应提高.在温度为190℃,停留时间为2min的条件下,汽爆麦草原料得率和纤维素回收率最高,分别达到80.7%和57.6%;在温度为210℃,停留时间为8min的条件下,汽爆麦草原料的纤维分离程度最佳,并且纤维素的酶水解得率最高,达到72.4%.     

木质纤维素乙醇专利分析研究

对世界范围内的木质素乙醇相关专利技术进行了深入分析,包括技术发展趋势分析、技术生命周期分析、申请人分析、国家技术实力分析、关键技术分类分析、同族分析,旨在通过专利分析洞悉木质素乙醇技术的整体发展态势,为本领域的技术创新和决策提供参考。     

木质纤维素制燃料乙醇的预处理研究

指出了制做乙醇的过程中,对玉米芯预处理条件的探究是整个实验的重要环节。采用酸水解法,通过正交试验,得出了玉米芯水解得到木糖过程中的最适温度为119.8℃、时间为90min、硫酸浓度1.16%、固液比为1：10等条件,且提高玉米芯的利用率最终为0.30g/g。     

玉米秸秆半同步与同步糖化发酵的研究

于初始底物质量浓度100 g/L,酶解6 h、12 h分别补料50 g/L条件下,以总底物质量浓度200 g/L的绿液预处理玉米秸秆,先预酶解24 h后同步糖化发酵48 h,体系中乙醇质量浓度47.58 g/L,乙醇得率为0.42 g/g(以纤维素计,下同)。而不经预酶解直接同步糖化发酵72 h,体系中乙醇质量浓度48.57 g/L,乙醇得率为0.43 g/g。与基于补料预酶解的半同步糖化发酵相比,补料同步糖化发酵技术工艺简单,适合于高浓度底物绿液预处理玉米秸秆的生物转化。     

蒸汽预处理玉米秸秆酶水解速率下降的因素分析

为评价导致纤维素酶水解速率下降的因素,以底物质量浓度为50 g/L葡聚糖及酶用量为20 FPIU/g滤纸酶活和10 IU/g β-葡萄糖苷酶活的蒸汽预处理玉米秸秆酶水解为研究对象,探讨了影响酶水解速率的潜在因素,包括物料反应性能、纤维素酶非特异性吸附、酶失活及终产物抑制。结果表明：酶用量40 FPIU/g条件下酶水解6 h及12 h后,蒸汽预处理玉米秸秆的物料反应性能分别下降了16.0%及23.7%,然而,在酶用量为20 FPIU/g时,物料反应性能的下降对酶水解速率的影响极其有限;酶解木质素的添加使得1 h酶解上清液中酶蛋白浓度降低了20.8%,但初始酶水解速率并未显著降低,即木质素对纤维素酶的非特异性吸附对酶水解速率影响不大;两段酶水解中纤维素酶的更新使得7h酶水解速率由一段酶水解中的1.30 g/(L·h)提高至1.83 g/(L·h);两段酶水解中终产物的去除则使得7 h酶水解速率提高至4.76 g/(L·h),是一段酶水解中7 h酶水解速率的3.66倍。综合而言,酶失活及终产物抑制对酶水解速率影响较大,其中终产物抑制是导致蒸汽预处理玉米秸秆酶水解速率降低的关键因素。     

Simultaneous saccharification and fermentation of steam-pretreated lespedeza stalks for the production of ethanol

1 Introduction Ethanol is now recognized as a potential alternative to petroleum-derived vehicle fuels, and offers environ- mental advantages. The combustion of biofuels does not result in a net contribution of CO2 to the atmos- phere, so they do not contribute to the greenhouse ef- fect. Lignocellulosic material is the most abundant renewable resource available for the production of fuel ethanol. The cellulose and hemicellulose fractions of lignocellulosic material can be hydrolyzed to sugar…     

米根霉无载体固定化发酵产L-乳酸

通过研究米根霉NLX-M-1利用葡萄糖无载体固定化发酵产L-乳酸的影响因素,获得米根霉利用木质纤维基葡萄糖进行无载体固定化发酵的最优条件。优化的米根霉无载体固定化产L-乳酸条件:初始葡萄糖质量浓度100 g/L,(NH4)2SO4质量浓度2 g/L,接种量2%(体积分数),CaCO330 g/L,KH2PO40.1 g/L,MgSO4·7H2O 0.25 g/L,ZnSO4·7H2O 0.1 g/L。在优化条件下,以纯葡萄糖为碳源的米根霉发酵过程,形成平均直径1 mm的微球,L-乳酸产量为76.6 g/L,转化率为81.6%。以玉米秸秆酸爆渣酶解葡萄糖浓缩至60 g/L进行L-乳酸发酵,米根霉形成直径约1.2 mm的微球,L-乳酸产量为36.4 g/L,转化率为63.5%。     

萃取法提取薄荷油的化学成分比较

采用水蒸气蒸馏(SD)法和超临界CO2萃取(SCDE)法从薄荷中提取挥发油,并用GC-MS技术对其化学成分进行了分析.SD法提取薄荷油的出油率为1.15%,SCDE法提取薄荷油的出油率为2.43%.GC-MS分析表明,SD法提取的薄荷油中含44种化学成分,占总挥发油的97%以上,其中薄荷醇相对含量为69.4%;SCDE法提取的挥发油中含38种化学成分,占总挥发油的92%以上,其中薄荷醇相对含量为61.8%.