嗜热菌在纤维素乙醇中的研究进展及应用前景

利用纤维素生产乙醇的研究中,传统的中温微生物在基质范围、酶活性及热稳定性等方面存在不足,难以满足工业需求.嗜热菌具有独特的降解纤维素、半纤维素和生产乙醇的耐高温酶系和代谢途径,不但热稳定性高、而且底物范围广泛,在生物质能学领域有重要的研究价值和应用潜力.综述了在纤维素乙醇研究中具有潜力的嗜热菌的种类、特性、代谢机理和研究进展,并对嗜热菌的应用前景进行了分析与展望.     

纤维素乙醇基因工程研究进展

天然微生物代谢木质纤维素生成乙醇的途径和能力各不相同,通过基因工程的手段,将不同菌种的优良基因加以重组和改造,提高乙醇产率及降低成本,是当前纤维素乙醇研究的重要课题。综述了已发现的能够代谢纤维素产乙醇的天然微生物的种类、特性、代谢机理及构建重组菌株的方法和研究进展,并对基因工程开发纤维素乙醇工程菌的前景和存在的问题进行分析。     

ZeaChem投资3400万美元建设纤维素乙醇厂

ZeaChem公司是美国较早开始发展下一代生物燃料的企业。2009年1月7日,该公司宣布将投入3400万美元开发纤维素乙醇燃料,并将于今年在俄勒冈州建设年产约570万L乙醇的生产厂。     

纤维素乙醇国际专利分析

近年来,世界各国都在积极发展可再生能源代替化石能源,以应对日益严峻的能源危机。纤维素乙醇作为第二代生物燃料受到广泛关注,发展迅速。本文以德温特专利索引（Derwent Innovation Index,DII）为数据源,采用ThomsonDataAnalyzer（TDA）分析软件对纤维素乙醇相关专利进行分析,对纤维素乙醇领域的发展态势进行简要探析。     

甜高粱填充甘蔗榨期生产燃料乙醇的可行性

为了探讨在甘蔗产区种植甜高粱填充甘蔗压榨期,利用现有压榨设备生产燃料乙醇的可行性,2008年选用15个早、中、晚熟甜高粱品种在广西柳州进行了分期播种试验,从3月到9月,共播种7次,研究不同播期对茎秆产量、籽粒产量、茎秆糖锤度、叶片产量等的影响。研究表明,3～8月播种,所有参试品种均能正常生长,9月底播种,所有品种均不能正常成熟。茎秆鲜产最高的品种是Sart和PT3-S,平均单季茎秆产量分别为79.28 t/hm2和78.58 t/hm2,双季茎秆鲜产分别为157.95 t/hm2和155.25 t/hm2。从6月底开始,早熟品种开始成熟,之后,不同品种陆续成熟,一直到12月底,均有品种可以收获。年度双季乙醇产量最高产量可达9.14 t/hm2。此外,还估算了木质纤维素产量,讨论了甘蔗区发展甜高粱填充甘蔗空榨期生产燃料乙醇的可行性以及甜高粱综合利用的潜力。     

世界纤维素乙醇生产发展趋势

第一代乙醇装置通常使用淀粉基（如谷物、小麦或甜高粱）原料或糖基（如甘蔗或甜菜）原料。利用淀粉基和糖基原料来生产乙醇已开拓了新的市场,但它们与人争粮。纤维素乙醇,也称之为“第二代”乙醇,它以非粮作物为原料。     

先进固体发酵技术(ASSF)生产甜高粱乙醇

介绍了利用高产能源作物甜高粱生产燃料乙醇的先进固态发酵(ASSF)技术,从甜高粱茎秆保存、菌种、反应器,到固体发酵过程的数学模拟和工程放大进行了系统研究。筛选出高效产乙醇的菌种CGMCC1949,固体发酵时间低于30 h,乙醇收率高于92%;优选出贮存甜高粱茎秆的有效方法,通过抑菌处理,厌氧贮存200 d糖分损失小于5%;对固态发酵过程进行了数学模拟,设计并优化了固体发酵设备,成功进行了工程放大试验,并且基于ASPEN软件对该技术进行了技术经济评价,结果表明ASSF法生产甜高粱乙醇在技术、工程和经济上均具有充分的可行性和明显优势。     

纤维素乙醇技术开发进展

生产纤维素乙醇的转化途径,大部分的研发都集中在生物化学途径或热化学途径,均可从生物质生产乙醇。生物化学途径使用酶,使经预处理的木质纤维素生物质原料转化成糖类,糖类然后再发酵成乙醇。热化学途径是将生物质原料气化以制取合成气,合成气然后利用化学催化的化学反应被转化成乙醇。     

产纤维素体菌厌氧降解纤维素制乙醇的研究进展

纤维素(植物细胞壁的主要成分)是自然界最丰富的一种可再生资源,但是极难降解利用。纤维素体是一种多酶复合体,能够高效降解纤维素,降解产物能够被某些厌氧微生物利用发酵产乙醇。综述了近年来产纤维素体菌厌氧降解纤维素制乙醇的研究进展,报道了纤维素体结构和功能、重组设计型纤维素体、代谢工程、混菌培养等研究方向的最新成果和思路,并对其前景作了展望。可以预期,随着研究的深入,生物质制乙醇必将日益显示出其强大的市场竞争力。     

纤维素乙醇气化发酵研究取得进展

在美国提出的2022年生产1360亿L生物燃料目标计划中,纤维素生物燃料的研发将发挥巨大作用。近10a来,美国俄克拉何马州立大学的生物燃料交叉学科研究小组在纤维素乙醇的气化发酵过程研究中取得了进展。该项工艺主要利用低成本、未处理过的生物质原料,如多年生牧草和作物秸秆,能够获取生物乙醇和其他增值产品。该研究小组正在进行进一步的整体分析研究,     

纤维素乙醇工程化探讨

出于对能源安全、大气污染的担忧以及促进农村经济发展的考虑,世界许多国家使用乙醇作为含氧添加剂或交通运输燃料来替代汽油。纤维素乙醇生产原料丰富,且具有明显的低碳排放特性而备受关注。随着全球范围内几套大型纤维素乙醇示范装置的相继试车,工程化问题将得到解决,并有望在2015-2016年完成装置的经济性考核,逐步进入商业化阶段。为避免原料"与人争粮,与粮争地",1代燃料乙醇将逐步向2代纤维素乙醇过渡。本文在综述近期国内外纤维素乙醇产业化概况的基础上,从化学工程和生物工程的角度对预处理、酶制剂及酶解工艺、戊糖/己糖共发酵菌株及工艺、装备等几个方面的技术进展进行剖析,讨论了工程化遇到的主要问题,探讨了我国纤维素乙醇技术的发展方向。     

纤维素乙醇的生物炼制及研究进展

纤维素乙醇是以农业废弃生物质中的纤维素为主要原料、通过微生物发酵转化而成的生物燃料产品。作为一种绿色可再生替代能源,纤维素乙醇具有显著的能量收益和碳减排效益,对保障我国可持续发展、能源安全以及环境友好意义重大。然而,纤维素乙醇的生物炼制过程面临着难点和挑战。本文围绕纤维素原料及其预处理、纤维素酶水解和纤维素乙醇发酵工艺3个方面,介绍纤维素乙醇生物炼制的工艺流程及特征,剖析纤维素乙醇生产的主要技术瓶颈,并基于菌株抑制物胁迫耐性、碳源利用以及乙醇合成强化3个方面,总结了近年来纤维素乙醇生物炼制的研究进展,最后对纤维素乙醇未来的研究重点和发展前景进行了展望。     

木质纤维素乙醇预处理技术研究进展

<正>生物炼制是非粮生物质利用大规模产业化成败的关键,也是工业生物技术研究和产业化开发的重点领域,受到了广泛的关注和重视。为此,我们特别邀请了山东大学曲音波教授的科研团队,以连载的形式,对非粮生物质生物炼制过程工程的相关技术和产品开发进行解读,主要从生物质原料的预处理、过程相关的酶水解技术以及发酵菌种改良等方面展开,以期读者对非粮生物质生物炼制技术开发及其产业化发展有一个更深入的了解。     

甜菜渣纤维素乙醇研究进展与展望

纤维素乙醇具有清洁、安全、可再生等优点,是新能源发展的重要方向,受到各国政府、企业的广泛关注。论文首先介绍了甜菜生物学特性,随后重点阐述甜菜及其副产物甜菜渣在三代生物乙醇开发中的优越性及应用进展。在此基础上提出了甜菜渣纤维素转化乙醇及组分分离综合利用的研究思路,认为甜菜渣将会作为一种重要原料在纤维素乙醇开发中发挥作用。     

Raven公司在美国密西西比州将建纤维素乙醇装置

Raven生物燃料国际公司宣布将在美国密西西比州Gulf Opportunity Zone（GOZone）园区开发建设纤维素乙醇生物炼油厂。该生物炼油厂使用的原料来自当地的木屑和木质废弃物。乙酸计划生产量为12490．5万L／a,预计生产8万m3／a燃料级乙醇和4．5万m3／a特种有机化学品和木质素。     

木薯纤维素乙醇发酵的纤维素酶成本评价

木薯中的纤维素成分约占木薯干重的10％(W/W).文中以木薯燃料乙醇生产的木薯纤维素酒渣为原料,从纤维素酶成本角度评估了三种利用木薯纤维素组分发酵生产乙醇的方法,包括木薯纤维素酒渣的直接糖化和乙醇发酵、木薯纤维素酒渣预处理后的糖化与乙醇发酵、木薯乙醇发酵中同步淀粉与纤维素糖化以及乙醇发酵.结果表明,前两种方法的纤维素利用效率不高,酶成本分别达到13602、11659元/吨乙醇.第三种方法,即在木薯乙醇发酵过程同时加入糖化酶和纤维素酶,进行同步淀粉与纤维素糖化,进而进行乙醇发酵,木薯纤维素乙醇的收益最高.发酵结束时的乙醇浓度从101.5g/L提高到107.0g/L,纤维素酶成本为3 589元/吨乙醇.此方法利用木薯纤维素与木薯淀粉同时进行,不会带来额外的设备及操作投入,酶成本低于产品乙醇价格,可实现盈利,因此第三种方法为木薯纤维用于乙醇发酵的最适方法,本研究结果将为木薯乙醇产业深度利用木薯纤维提供依据.     

“纤维素乙醇产业化关键技术研究及示范”项目通过验收

中国科学院过程工程研究所陈洪章研究员主持的中国科学院知识创新工程重要方向项目“纤维素乙醇产业化关键技术研究及示范”以工艺工程一体化研究的总体思路为指导,通过多学科交叉和多种高新技术集成,创立了具有完全自主知识产权的经济合理的秸秆发酵燃料乙醇产业化关键新技术,实现了3000t／a秸秆酶解发酵燃料乙醇示范生产线的连续稳定运转,并使秸秆乙醇的综合成本达到5200元／t,促进了粮食发酵燃料乙醇的经济竞争能力。     

诺维信公司推出新型纤维素乙醇酶制剂

2012年2月22日,丹麦诺维信公司宣布,为了提高以农业残余物、城市固体废弃物为原料的先进生物燃料的生产效率,开始销售可以降低成本的新型酶制剂。这种酶制剂比市场上销售的其他酶制剂的性能都好。最先使用这种酶制剂的生物炼制装置将于2012年内开始商业规模生产。     

纤维素乙醇制备中纤维素酶相关技术专利分析

生物乙醇制备中,纤维素酶相关技术是关键技术之一。本文概述了纤维素乙醇工艺以及纤维素酶,并利用专利分析的方法对纤维素乙醇制备中纤维素酶相关技术发展态势进行了研究,揭示了这一技术领域的专利申请的时空分布、主要技术领域及研究热点、重要专利权人及其竞争领域。