微藻生物质制备燃料乙醇关键技术研究进展

燃料乙醇作为一种优良的可再生液体燃料,其开发利用受到了人们的广泛关注。微藻是一种高光合、高产生物量的生物质资源,很多的藻体细胞中含有大量的淀粉、纤维素（Iα型）等多糖物质,是制备燃料乙醇的优良原料。发展利用微藻制备燃料乙醇技术工艺,对于缓解我国目前日益短缺的能源问题,减少温室气体排放和环境污染等具有很好的应用前景。综述了国内外利用微藻生物质制备燃料乙醇中所用到的关键技术、存在的问题以及今后的发展前景等。     

生物质燃料

石化资源的溃乏以及其飚升的价格使得今天生物能源的研究越来越受到关注。从传统的生物供能方式——燃烧开始,介绍发酵制气、生物电池等最新的生物供能方式,以求对生物燃料作一较为详细的介绍,并对其应用前景进行展望。     

燃料乙醇发酵技术研究进展

在分析木质纤维素类生物质制备燃料乙醇原理基础上,重点对燃料乙醇转化过程的发酵工艺进行了论述。目前乙醇发酵工艺主要包括直接发酵、分步糖化发酵、同步糖化发酵、同步糖化共发酵和联合生物加工技术等,对这几种技术的研究现状进行了分析并对其发展趋势进行了展望,通过基因工程构建高效发酵菌种的联合生物加工技术将是未来高效发酵工艺的发展趋势,旨在为有效提高发酵菌株的底物代谢能力,获得高的乙醇产量提供重要参考。     

中国与韩国计划合作开发新型生物乙醇燃料

韩国来比来产业发展公司与北京理想空间科技发展有限公司组建了北京巴奥燃料技术有限公司。该公司将以木薯等生物质资源为原料生产乙醇掺烧比例可高达85％的新型生物燃料,并与中国相关企业及地方政府达成了产品生产及原料培育等合作意向。     

“组学”技术在燃料乙醇生产用酿酒酵母菌株构建中的应用

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是工业乙醇生产广泛使用的微生物,构建能同时发酵戊糖以及具有优良抑制物耐受能力的高产菌株,在燃料乙醇生产技术开发中具有十分重要的地位。基因组学、蛋白组学、转录组学、代谢组学和流量组学等"组学"技术可从基因型到表现型不同层次揭示生命活动规律,在燃料乙醇生产用酵母菌株的构建中具有广阔的应用前景,特别是目标基因的识别、代谢途径的优化、代谢机理的揭示等。运用"组学"技术可使菌株构建工作更具靶向性和明确性,更加易于获得目标性状,并大大缩短育种周期。综述了"组学"技术在燃料乙醇生产用酿酒酵母菌株构建中的应用及相关研究进展。     

燃料乙醇工程菌的代谢工程进展

能源问题是现今经济发展面临的主要问题之一,伴随着21世纪生物发展的步伐,基于微生物合成生物学、蛋白组学和代谢组学的研究进展,利用组合基因的无标记基因删除与重组DNA等技术,构建以廉价的可再生生物原料为碳源、高效合成生物乙醇的发酵工程菌已成为研究热点。我们简要总结了以大肠杆菌、啤酒酵母和运动发酵单胞菌为宿主的乙醇代谢工程改造的相关进展。     

纤维小体在燃料乙醇中的应用

纤维小体在木质纤维素的降解中起着重要作用。它不仅含有降解纤维素所需的各种纤维素酶系,而且组装成具有高效催化活性的多酶复合体形式。介绍了纤维小体基本结构与功能,重点概述了其在生物燃料乙醇中的应用并对纤维小体的研究提出了展望。     

为什么美国和巴西要大力发展燃料乙醇？

燃料乙醇是生物质能之一，近年来对它的研究颇为活跃，以美国和巴西这两个国家尤为突出，他们的乙醇产量约占全球乙醇总量的95％以上，这两个国家对燃料乙醇大有发展之势。这种现实可能性与多方面因素有关。     

木质纤维生产燃料乙醇工艺的研究进展

利用丰富而廉价的木质纤维原料代替粮食生产燃料乙醇,对经济和社会的可持续发展有着重要的意义。以木质纤维为原料发酵生产燃料乙醇可分为4种工艺:分步糖水解化发酵法、同步糖化发酵法、同步糖化共发酵法和直接微生物转化法。介绍了以上4种工艺的研究进展,并对今后进一步研究提出了建议。     

利用废弃物原料生产燃料乙醇的研究进展

乙醇是一种十分重要的工业用途的化工原料。目前国内外学者纷纷采用不同的方法和手段对乙醇发酵进行研究,目前,利用废弃物为原料生产乙醇是热点。本文阐述了利用各种废弃原料生产乙醇的必要性,并分别论述了利用纤维质废弃物、淀粉质废弃物、糖质废弃物等生产乙醇的研究进展,着重论述了利用纤维质废弃物的生产情况,提出了需进一步研究和解决的问题。     

绿茶乙醇浸提技术研究

以工业生产上的水提技术为参照,以成品绿茶为材料,探讨乙醇浸提条件下,乙醇浓度、浸提温度、浸提时间、料液比、浸提次数等因子对醇提过程中茶汤品质成分动态浸出规律的影响。结果表明,采用50%乙醇、温度80℃、料液比1/25、连续2次、每次浸提20 min的浸提技术参数,茶叶各品质成分的浸出率最高,总浸出物、氨基酸、茶多酚、蛋白质、碳水化合物的浸出量分别是常规水提的1.39、1.09、1.44、1.52、1.23倍。从茶叶品质成分浸出率的角度考虑,在此技术参数下,用乙醇浸提绿茶优于水提。     

纤维素原料微生物与生物量全利用

70年代初,石油危机曾推动利用刚刚兴起的生物技术大力研究纤维素资源的综合利用,各发达国家纷纷建立起了专门研究机构。我国在“六五”、“七五”期间曾掀起高潮,但由于技术经济久攻不破,近期无效益的现实使这一刚刚燃起的火焰渐趋熄灭。随着绿色浪潮的兴起,纤维素原料的生物转化又受到人们的普遍关注。概述了纤维素原料的特点,纤维素原料微生物和纤维素原料生物量全利用研究进展等。     

Solid Oxide Fuel Cell Anode Materials for Direct Hydrocarbon Utilization

Solid oxide fuel cells (SOFC) are highly efficient energy conversion devices with the advantage of directly utilizing hydrocarbon fuels. Starting with a short introduction about the fuel challenges and early achievements in this field, this review paper focuses on advances in oxygen‐ion conducting electrolyte‐based SOFC during the last 15 years. Robust anodes immune to carbon deposition are a prerequisite for direct hydrocarbon SOFC. In this paper, direct hydrocarbon SOFC anode materials are classified into three general categories: Ni‐cermet, Cu‐cermet, and oxide‐based anodes. Oxide anodes are further classified in terms of their crystalline structures, namely fluorite, rutile, tungsten bronze, pyrochlore, perovskite, and double perovskite. Achievements and recent advances on these SOFC anodes are reviewed and discussed. The concluding remarks summarize the pros and cons of direct hydrocarbon SOFC anode materials along with the perspective of future research trends.     

木薯原料生产燃料乙醇

以下介绍了我国木薯原料生产燃料乙醇的最新进展,并对我国的木薯资源分布作了分析,特别强调了木薯资源占全国总产量的65%以上的广西壮族自治区在我国发展木薯原料燃料乙醇过程中所起的重要作用,在此基础上对我国发展木薯原料燃料乙醇所遇到的困难和挑战进行了分析,并根据国内外的科技进展对如何克服这些困难提出了几个可能的解决方案。     

Consolidated Bioprocessing of Lignocellulosic Feedstocks for Ethanol Fuel Production

Ethanol fuel can be produced renewably from numerous plant and waste materials, but harnessing the energy of lignocellulosic feedstocks has been particularly challenging in the development of this alternative fuel as a substitute for petroleum-based fuels. Consolidated bioprocessing has the potential to make the conversion of biomass to fuel an economical process by combining enzyme production, polysaccharide hydrolysis, and sugar fermentation into a single unit operation. This consolidation of steps takes advantage of the synergistic nature of enzyme systems but requires the use of one or a few organisms capable of producing highly efficient cellulolytic enzymes and fermenting most of the resulting sugars to ethanol with minimal byproduct formation while tolerating high levels of ethanol. In this review, conventional ethanol production, consolidated bioprocessing, and simultaneous saccharification and fermentation are described and compared. Several wild-type and genetically engineered microorganisms, including strains of Clostridium thermocellum, Saccharomyces cerevisiae, Klebsiella oxytoca, Escherichia coli, Flammulina velutipes, and Zymomonas mobilis, among others, are highlighted for their potential in consolidated bioprocessing. This review examines the favorable and undesirable qualities of these microorganisms and their enzyme systems, process engineering considerations for particular organisms, characteristics of cellulosomes, enzyme engineering strategies, progress in commercial development, and the impact of these topics on current and future research.     

Digestion of Algal Biomass for Electricity Generation in Microbial Fuel Cells

We developed a semi-automated genome analysis system called GAMBLER in order to support the current whole-genome sequencing project focusing on alkaliphilic Bacillus halodurans C-125. GAMBLER was designed to reduce the human intervention required and to reduce the complications in annotating thousands of ORFs in the microbial genome. GAMBLER automates three major routines: analyzing assembly results provided by genome assembler software, assigning ORFs, and homology searching. GAMBLER is equipped with an interface for convenience of annotation. All processes and options are manipulatable through a WWW browser that enables scientists to share their genome analysis results without choosing computer platforms.