螺带桨搅拌在木质纤维素酸预处理反应器中的应用简

在干式稀酸预处理的反应器中采用螺带桨搅拌器,对秸秆预处理体系进行混合。在带有螺带式搅拌的预处理过程中,在质量分数2.0％和2.5％的H2 SO4用量条件下,预处理后72 h秸秆的酶解糖化得率分别为77.55％和87.11％,比静态预处理得到的得率分别增长了7.6％和2.4％,抑制物的生成显著降低。通过计算流体力学方法验证,螺带桨搅拌器可以有效地改善玉米秸秆在稀酸预处理过程中的蒸汽和秸秆两相的混合情况。     

木质纤维素稀酸水解糖液乙醇发酵研究进展

以木质纤维素为原料生产燃料乙醇,首先要对原料进行预处理得到可发酵糖,在稀酸水解木质纤维素得到的糖液中,除含有葡萄糖、木糖等六碳糖和五碳糖外,根据水解温度、酸浓度和时间的不同,还含有不同浓度的发酵抑制剂。因此,在研究木质纤维素稀酸水解糖液的乙醇发酵中,对代谢木糖成乙醇的菌种的研究、对耐/代谢发酵抑制剂微生物的研究、对稀酸水解糖液的脱毒方法的研究以及对稀酸水解糖液不同发酵方式的乙醇发酵研究等非常重要。重点介绍了以上几个方面近几年研究的进展。     

评价木质纤维素预处理效果的新方法

以玉米秸秆为代表性纤维质原料,尝试建立一种评估预处理效果的新方法——持水率测定法,即:将试样在室温下浸泡1 h,在分离因数1 000下离心5 min后测定持水率。结果表明:在机理上木质纤维的持水率与可消化性具有一致性,在某种程度上具有正相关性;持水率作为一种简单快捷的新型测定方法,能够用来评估木质纤维素类生物质的预处理效果,不同预处理方法通过打破木质纤维的复杂致密结构,破坏氢键和酯键作用增加其孔径和孔穴,同时使其暴露出更多的游离羟基等亲水性基团,最终增加了木质纤维的持水率。     

木质纤维素预处理抑制物产生及脱除方法的研究进展

利用纤维素酶将木质纤维素降解成可发酵性糖,然后发酵生产氢气、乙醇、丁醇等生物燃料及高附加值产品,是当今全球研究的热点。预处理是生物质转化过程中至关重要的步骤,而预处理过程中产生的抑制物对木质纤维素后续的酶解和发酵微生物有负面影响。因此了解预处理方法及其过程中产生的抑制物及脱除方法是能否高效转化生物质的基础。文中首先介绍了木质纤维素常用的两类预处理方法即化学法和物理化学法。随后阐述了不同抑制物的产生及其抑制机制,并重点介绍了多种脱毒方法。最后展望了脱除木质纤维素预处理抑制物的研究趋势:应用交联聚乙烯亚胺和金属有机骨架化合物等新型材料脱除抑制物或通过基因工程、代谢工程技术等构建抑制物耐受性菌株等。     

木质纤维素预处理及高值化技术研究进展

木质纤维素生物质是地球上最丰富的可再生生物资源.随着化石能源的消耗及环境的污染,以取代石化燃料为目标的由生物质向生物燃料的转化受到了广泛的关注.木质纤维素有很强的天然抗降解屏障,需先通过物理、化学及微生物等手段进行预处理,进而以更低的成本和更高的效率转化为生物燃料及其他高附加值产品.本文在总结酸碱等传统预处理方法优缺点...     

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。     

纤维素酶在木质纤维素生物质转化中的应用研究

选育得到纤维素酶高产菌株里氏木霉突变菌株(Trichoderma reesei) 813A,优化了其发酵产酶条件。利用该菌株所产纤维素酶对天然木质纤维素的水解糖化过程进行研究,确定了实验条件下最优的糖化条件(温度50℃, pH 4.5,酶浓度6～8 FPU/mL,底物浓度2%)。以玉米叶和杨树叶为天然纤维素原料,水解糖化率分别达到86.2％和56.0%。通过酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)将糖化液转化为酒精,产乙醇浓度达到 5%～5.8%,转化率为79.4%～92.1%。     

稀酸和稀碱预处理对四种不同生物质资源制备还原糖的影响

本论文探讨了不同浓度的稀H_2SO_4和稀NaOH预处理对大豆秸秆、水稻秸秆、象草和狼尾草四种不同生物质酶解制备还原糖的影响。结果表明,大豆秸秆、水稻秸秆、象草和狼尾草具有较高的纤维素和半纤维素含量,是制备还原糖的理想原料。与稀H_2SO_4预处理相比,经稀NaOH预处理后的样品表现出较好的酶解性能。通过使用4%的NaOH对大豆秸秆和狼尾草进行预处理,还原糖产量分别为145.8 mg/mL和319.2 mg/mL。此外,以1%NaOH预处理后的水稻秸秆和象草为原料,可以分别获得385.2 mg/mL和231.6 mg/mL还原糖产量。     

木质纤维素酸解副产物对D-乳酸生产菌Sporolactobacillus sp.Y2-8生长及发酵的影响

选择乙酸根、糠醛、5-羟甲基糠醛、苯酚、香草酸和丁香醛等6种典型木质纤维素酸解副产物,考察它们对D-乳酸生产菌Sporolactobacillus sp.Y2-8生长及发酵的影响。实验结果表明:酚类物质抑制作用最强烈,0.25 g/L丁香醛已经完全抑制了菌体的生长和D-乳酸的发酵;苯酚和香草酸在低浓度(≤1.0 g/L)时抑制作用较小,但质量浓度达到3 g/L时对D-乳酸产量的抑制率分别为99%和70%;3 g/L糠醛和5-羟甲基糠醛对产物的抑制率分别为60%与20%,抑制作用小于酚类;乙酸根的影响最小,10 g/L的乙酸钠对菌体的生长和发酵几乎无抑制作用;当抑制物混合时,存在着相互促进作用,抑制作用更强烈。     

过程工程在木质纤维素发酵抑制物解除中的应用

发酵抑制物对宿主细胞产生毒害作用,是木质纤维素生物炼制的主要瓶颈之一。减少抑制物含量、解除抑制作用是提高发酵效率的重要环节。本文讨论了木质纤维素发酵抑制物的来源、组成、特点以及相应的解除方法,提出了"源头降低抑制物—纤维素木质素分级转化"炼制模式和"发酵促进剂设计技术",为木质纤维素发酵抑制物的解除及木质纤维素开发利用提供了全新的技术路线。     

基因组改组及其在木质纤维素水解液乙醇发酵菌种选育中的应用展望

能高效代谢木质纤维素水解液中的可发酵糖、同时可耐受/分解发酵抑制剂的菌种, 是利用木质纤维素为原料生产燃料乙醇技术的关键。基因组改组技术是近些年发展起来的一项新型育种技术, 该技术已运用于食品和医药行业菌种的改良。本文综述了基因组改组技术的原理、方法、特点、及其运用, 并对其在木质纤维素水解液乙醇发酵菌种选育方面的应用进行了展望。     

纤维素酶在木质纤维素转化产糖技术中的开发与应用

2009年,中国超过了美国成为了世界上最大的汽车市场。同时,中国的液体燃料的需求也随之持续增长,2009年中国原油对外依存度已经超过了52％。这种高度的对外依存度直接威胁了中国经济和社会的稳定。发展中国的原油可替代液体燃料,特别是可再生、“碳中性”的生物乙醇,对于解决我国能源、环境等问题,     

β-木糖苷酶及其在纤维素乙醇生产中的应用研究进展

将木质纤维素类生物质生物转化生产液体燃料,如纤维素乙醇和大宗化学品,对缓解当前人类社会面临的能源和资源危机以及保护环境具有重要意义.半纤维素是木质纤维素类生物质的主要组成成分之一,它的生物降解转化对实现木质纤维素生物炼制意义重大.由于半纤维素糖种类的多样性和半纤维素结构的复杂性,需要一个复杂的半纤维素酶系才能完成对半纤...