天然氣化工2008年第33卷木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展馬現(xiàn)剛12,徐恒泳2,李文釗2(1,哈爾濱師范大學(xué)化學(xué)系,黑龍江哈爾濱150025;2.中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所應(yīng)用催化研究室,遼寧大連116023)摘要:以木質(zhì)纖維素為原料生產(chǎn)燃料乙醇可分為纖維素水解糖化和糖發(fā)酵成醇這兩步。本文介紹了木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的技術(shù)現(xiàn)狀,綜述了纖維素原料的各種預(yù)處理技術(shù)及水解糖化和發(fā)酵工藝,指出了現(xiàn)在所面臨的挑戰(zhàn),提出應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)各方面的研究關(guān)鍵詞:木質(zhì)纖維素;燃料乙醇;原料預(yù)處理;水解糖化;發(fā)酵中圍分類號:Q517文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1001-9219(2008)046006現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,對能源的需求急劇增車尾氣排放的限制,一些石油資源匱乏、人口密集加,當(dāng)今世界各國消耗的能源大部份來自化石資生物資源豐富的國家在立法和政策上鼓勵(lì)以醇類源?；茉床粌H儲量有限,而且會導(dǎo)致大量的(主要為乙醇)作為車用汽油調(diào)和組分。NOSO2等有害氣體以及CO2、甲烷等溫室氣體排第一個(gè)燃料乙醇項(xiàng)目一 ProAlcool于1975年誕放,所以對環(huán)境友好的可再生資源的開發(fā)顯得日益生在巴西;接下來在1978年美國、加拿大也開展了重要。燃料乙醇作為一種最有前景的可再生能源越類似的項(xiàng)目。目前開展此項(xiàng)目最為活躍的國家是美來越受到各國的關(guān)注。國和巴西,這兩個(gè)國家乙醇產(chǎn)量約占全球乙醇總產(chǎn)現(xiàn)在燃料乙醇的生產(chǎn)主要以糖類作物巴西)和量的70%以上。歐洲各國也對發(fā)展生物燃料表現(xiàn)出玉米(美國作為原料,其產(chǎn)量受到糧食資源的限制,極大興趣,開始加大力度進(jìn)行研究、推廣和使用乙且原料成本高達(dá)總成本的40%,難以長期滿足能醇汽油源需求,從長遠(yuǎn)考慮必須尋找豐富且廉價(jià)的原料來隨著各國加大了乙醇汽油應(yīng)用的力度,帶動了源,最近這方面的研究主要集中在木質(zhì)纖維素上。世界燃料乙醇的產(chǎn)量逐年攀升。到2005年,世界燃據(jù)統(tǒng)計(jì)木質(zhì)纖維素原料占地球總生物量的50%。料乙醇消費(fèi)總量已超過410億L,價(jià)值超過160億主要包括:①農(nóng)業(yè)廢棄物,如麥草、玉米秸稈、玉米美元,大約占到世界汽車燃料消費(fèi)總量的1%,最近芯、大豆渣、甘蔗渣等;②工業(yè)廢棄物,如制漿和造幾年,由于石油價(jià)格的上漲燃料乙醇的消費(fèi)增長紙廠的纖維渣、鋸末等;③林業(yè)廢棄物;④城市廢棄在提速。物,如廢紙、包裝紙等。由木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇2004年,巴西乙醇生產(chǎn)量為146億L,消費(fèi)量可以變廢為寶,緩解廢棄物帶來的環(huán)境污染壓力。超過122億L,乙醇占汽車燃料的比重為1542%。該過程可分為原料的預(yù)處理、水解和發(fā)酵,在此筆巴西是世界上燃料乙醇生產(chǎn)成本最低的國家,主要者對這些過程的研究進(jìn)展進(jìn)行了概述。以甘蔗為原料。目前,巴西年產(chǎn)酒精已超過1200萬燃料乙醇的發(fā)展現(xiàn)狀t,酒精在汽油中的添加比重為20%-25%,50%以上的汽車使用酒精燃料,而該國生產(chǎn)的新一代汽車可乙醇作為發(fā)動機(jī)燃料始于20世紀(jì)30年代,但以完全使用乙醇為燃料。是由于種種原因一直沒有得到廣泛的應(yīng)用。直至上美國是目前燃料乙醇生產(chǎn)的第一大國,主要以個(gè)世紀(jì)70年代,受到兩次石油危機(jī)的沖擊和對汽玉米為原料,其乙醇產(chǎn)量一直在平穩(wěn)增長,200年收日2012作若商,現(xiàn)剛(9.男.a士后中國煤化工計(jì)這種趨勢短期內(nèi)生,電話0411-84379231,電郵mxg0316@byahoo.com.cn;聯(lián)還將CNMHG醇產(chǎn)量為19472億系人:徐恒泳研究員,博士生導(dǎo)師電話0418481234;電L;2007年8月,產(chǎn)量增加到25789億L;根據(jù)美國郵xuhy@ dicpaccn可再生燃料協(xié)會預(yù)測,到2008年8月,美國乙醇產(chǎn)第4期馬現(xiàn)剛等:木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展量將達(dá)到48581億L。最近,美國準(zhǔn)備大量擴(kuò)大燃目前,美國農(nóng)業(yè)部和能源部共同支持了3個(gè)纖維素料乙醇的產(chǎn)能,在建產(chǎn)能迅速增長,并預(yù)計(jì)潛在的乙醇產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目。即: Abengoa公司在內(nèi)布拉斯產(chǎn)能擴(kuò)張很可能會超過預(yù)期。截至2007年8月,美加州建設(shè)的以玉米秸稈作原料的乙醇生產(chǎn)廠、 Broin國已運(yùn)轉(zhuǎn)的乙醇產(chǎn)能為25388億L,另有30847億公司在艾奧瓦州建設(shè)的以整個(gè)玉米(包括秸稈)作L乙醇項(xiàng)目在建。此外,還有數(shù)百個(gè)項(xiàng)目,總量超過原料的乙醇生產(chǎn)廠和 logen公司在愛達(dá)荷州建設(shè)的1000億L的額外乙醇產(chǎn)能正在計(jì)劃發(fā)展之中。預(yù)計(jì)以麥秸為原料的乙醇生產(chǎn)廠。其中, logen的項(xiàng)目最2009年美國乙醇總產(chǎn)能將達(dá)到10204億L大,生產(chǎn)規(guī)模將達(dá)到19億La,總投資高達(dá)4億美我國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)起步較晚,但發(fā)展迅速,元,美國農(nóng)業(yè)部和能源部共投資8000萬美元。206年我國燃料乙醇的產(chǎn)量達(dá)到144萬t,成為世2006年起我國停止新批玉米燃料乙醇企業(yè),并界第三大燃料乙醇生產(chǎn)國,前景廣闊。最初,我國的大力鼓勵(lì)發(fā)展非糧食作物為原料開發(fā)燃料乙醇。目燃料乙醇生產(chǎn)用于消化陳化的玉米、小麥等糧食,前,中糧集團(tuán)投資的廣西木薯乙醇一期工程試點(diǎn)經(jīng)其中主要以玉米為主,但隨著燃料乙醇的生產(chǎn)規(guī)模國家批準(zhǔn)已經(jīng)正式啟動。200年8月底,河南天冠擴(kuò)大加上其他糧食深加工的迅速發(fā)展,陳化糧已消集團(tuán)年產(chǎn)3000的纖維素乙醇項(xiàng)目奠基,這是國內(nèi)耗殆盡,對新糧的需求日益增加,我國的糧食供應(yīng)首條千噸級纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn)生產(chǎn)線。中糧集已改變了過去的較寬松局面,糧食供應(yīng)開始日趨緊團(tuán)黑龍江500/a纖維素乙醇試驗(yàn)裝置最近投料試張,甚至關(guān)系到了國家的糧食安全問題車成功這是世界上首次將連續(xù)汽爆技術(shù)用于纖維由于乙醇等生物燃料產(chǎn)量的大幅增加,已導(dǎo)致素制乙醇的裝置,其中纖維素乙醇生產(chǎn)中最關(guān)鍵的了世界糧食價(jià)格的大幅上漲。美國作為全球最大的酶制劑由中糧集團(tuán)與丹麥諾維信公司聯(lián)合開發(fā)。新糧食乙醇生產(chǎn)與應(yīng)用國,近年來加大了對纖維素乙疆近期也連續(xù)啟動了“生物汽油”生產(chǎn)項(xiàng)目:新疆三醇發(fā)展的支持力度。為了促進(jìn)纖維素乙醇的發(fā)展,臺酒業(yè)(集團(tuán))公司開工建設(shè)的利用農(nóng)作物秸稈制取2005年頒布的美國能源政策法案( EPACT)為此制燃料乙醇的工程,年產(chǎn)乙醇10萬t,總投資28億定如下優(yōu)惠政策:一是制定纖維素乙醇的RFS標(biāo)元,計(jì)劃2009年完工。新疆南部莎車縣與浙江浩淇準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必須在2012年以前,使市場上的纖生物質(zhì)新能源科技有限公司共同投資126億元,開維素乙醇的占有量達(dá)到946億L,政府將對率先建發(fā)甜高粱秸稈制取燃料乙醇項(xiàng)目,計(jì)劃年產(chǎn)乙醇30設(shè)纖維素乙醇生產(chǎn)廠提供優(yōu)惠的貸款保證;二是每萬t。木薯乙醇和纖維素乙醇等非糧食作物乙醇是加侖(約3785L)的纖維素乙醇將享受25倍的(51我國今后燃料乙醇發(fā)展的主要方向,其中木薯乙醇美分)免稅待遇。已處于規(guī)?；a(chǎn)階段,技術(shù)發(fā)展已相對完善,而在美國政府的鼓勵(lì)下,許多研究機(jī)構(gòu)都在開展纖維素乙醇在我國還處在試驗(yàn)階段,技術(shù)還有待完纖維素生產(chǎn)乙醇的研發(fā)工作。目前美國可再生能源善,尤其是如何降低纖維預(yù)處理和纖維酶的成本,實(shí)驗(yàn)室(NREL)與企業(yè)合作開展了多方面的研究。高效率的發(fā)酵技術(shù)等。最近NREL宜布他們與一家丹麥的生物技術(shù)公司2木質(zhì)纖維素原料的預(yù)處理技術(shù)Novozymes的合作已取得突破性的進(jìn)展。他們已將玉米秸稈纖維轉(zhuǎn)化成糖所用的酶制劑的成本降低木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)復(fù)雜,表1列出了幾種常見木了30倍。實(shí)驗(yàn)室價(jià)格已經(jīng)達(dá)到每加侖10美分-18質(zhì)纖維素材料中纖維素 Cellulose)、半纖維素(Hemi美分,該技術(shù)突破為玉米秸稈纖維素乙醇的大規(guī)模 cellulose)木質(zhì)素 Lignin的含量。纖維素、半纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)帶來了希望。素被木質(zhì)素包裹,半纖維素和木質(zhì)素共價(jià)結(jié)合,纖美國企業(yè)也加大了對纖維素乙醇的研發(fā)力度。維素含有大量的分子內(nèi)、分子間氫鍵,具有高度結(jié)2007年6月美國BP公司宜布將在10年內(nèi)投入5晶性。諸多因素使得木質(zhì)纖維素不易被水、酶觸及億美元,與加州伯克利大學(xué)伊利諾斯大學(xué)合作,建因此設(shè)世界上第一個(gè)能源生物科學(xué)研究院重點(diǎn)研究纖分離打H中國煤化工半纖維素、木質(zhì)素CNMHG壞晶體結(jié)構(gòu)降低維素燃料乙醇。聚合度,增大可及度,以提尚水群效率。未經(jīng)預(yù)處理美國的纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)進(jìn)入起步階段。的原料,其水解率低于理論值的20%,而經(jīng)預(yù)處理62天然氣化工2008年第33卷后的水解率可達(dá)理論值的90%以上。預(yù)處理應(yīng)滿足21.3熱解以下幾點(diǎn):①產(chǎn)生活性較高的纖維;②預(yù)處理產(chǎn)物高溫?zé)峤庖部梢杂脕硖幚砝w維素原料。纖維素在對隨后的反應(yīng)無明顯抑制作用;③設(shè)備尺寸不宜過300℃以上會迅速分解為氣體和固體殘?jiān)Ｈ绻荡?成本較低;④固體殘留物較少,容易分離。常用低熱解溫度,分解速度會顯著變慢,且有低揮發(fā)性的預(yù)處理方法可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)結(jié)的副產(chǎn)品出現(xiàn)。在熱解過程中加入少量的氯化鋅或合法以及生物法4大類。碳酸鈉,可以實(shí)現(xiàn)在較低溫度下分解纖維素。喪1幾種木質(zhì)纖維素材料的組成22化學(xué)預(yù)處理法Table 1 Composition of several lignocellulosic materials化學(xué)方法是目前運(yùn)用最廣的預(yù)處理方法。主要Lignocellulosic materials cellulose% hemicellulose鷴% lignin%包括酸處理、堿處理、臭氧分解、有機(jī)物溶解等Hardwood stems24221酸處理45-5025-35高濃度強(qiáng)酸(如硫酸、鹽酸)可以有效地水解纖Nut shells5-30維素,在過去曾得到廣泛使用。強(qiáng)酸對人體有害,操Corn cobs35-5010-30作危險(xiǎn),嚴(yán)重腐蝕設(shè)備,考慮到環(huán)境和經(jīng)濟(jì)因素必8599須回收利用,但回收成本又偏高,因此隨著稀酸水Wheat stra20解技術(shù)的不斷完善,強(qiáng)酸法逐漸被取代。稀酸水解法降低了反應(yīng)條件,提高了主體碳水化合物木聚糖的轉(zhuǎn)化率,提高了整個(gè)操作的性價(jià)比。稀酸水解有Cotton seed hairs80-955-2040-5518~30兩種基本類型:高溫(大于160℃),低固體濃度(5%Waste paper from chemical pulps 60-70 10-20 5-1010%),連續(xù)反應(yīng);低溫(小于160℃),高固體濃度24-29(10%~40%),間歇反應(yīng)。稀酸預(yù)處理后不需要進(jìn)行Swine waste回收,但要中和掉剩余的酸以便進(jìn)行隨后反應(yīng)Solid cattle manure16-4.714-3.32.7-5.2.2.2堿處理45314120些堿也可以用來處理木質(zhì)纖維素原料,其有效程度取決于材料中木質(zhì)素的含量。稀NaOH溶液NA:未知可使纖維素膨脹,增大內(nèi)表面積減小聚合度降低2.1物理預(yù)處理法結(jié)晶度,破壞木質(zhì)素結(jié)構(gòu),使木質(zhì)素和纖維素、半纖物理預(yù)處理法包括機(jī)械粉碎、熱解、微波或超維素分離。盡管這種預(yù)處理可以提高原料的降解效聲波高能電子輻射等,這些方法可使纖維素粉化、果,但由于NaOH的消耗量大,在處理過程中還會軟化,降低結(jié)晶度,提高轉(zhuǎn)化率。損失部分半纖維素,所以沒能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模使用。由2.1.1機(jī)械粉碎于NH3易揮發(fā),便于回收利用,越來越受到人們的剪切、粉碎、碾磨等方法可有效破壞纖維素與木重視。利用NH3滲透回收工藝對玉米芯、稻草混合質(zhì)素和半纖維素之間的物理、化學(xué)結(jié)合,降低結(jié)晶物以及柳枝稷進(jìn)行預(yù)處理,去木質(zhì)素效率分別為度,提高可及度。一般而言,經(jīng)剪切處理后的原料大60%-80%65%-85%,大大有利于隨后的水解過小約為10m~30mm,經(jīng)粉碎、碾磨處理的顆粒大小程。約為02nm-2nm。由于顆粒變小,水解速率有了明2.23臭氧分解顯的提髙,然而處理過程能耗很高,增加了生產(chǎn)成臭氧可用來降解許多木質(zhì)纖維素原料中的木本質(zhì)素和半纖維素,如水稻秸稈、甘蔗渣、棉花秸稈、2.12高能電子輻射鋸屑等。臭氧可以除去水稻秸稈中60%的木質(zhì)素,高能電子輻射法需要高能射線發(fā)生裝置設(shè)備使V凵中國煤化工使鋸屑中的木質(zhì)素含成本高,能耗大,但是這種方法可以將原料粉碎成量CNMHG解產(chǎn)率由0%上升到極小顆粒,破壞了其結(jié)晶性,大大增加了其可及性,57%。此法有諸多優(yōu)點(diǎn):可有效除去木質(zhì)素,不產(chǎn)生使其在糖化階段更易于反應(yīng)。對進(jìn)一步反應(yīng)起抑制作用的物質(zhì),可在常溫常壓下第4期馬現(xiàn)剛等:木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展進(jìn)行。不足之處是消耗大量的臭氧整個(gè)過程成本后突然釋放壓力而爆破分解。在此過程中液氨迅速較高。汽化制冷不僅有助于纖維素表面積的增加,而且還2.24有機(jī)物溶解可以避免高溫條件下糖類物質(zhì)變質(zhì)。液氨可回收利有機(jī)溶劑可以完全地溶解木質(zhì)素,對纖維素原用,成本低,該方法是一種很有前景的預(yù)處理技術(shù)。料預(yù)處理效果好,處理后的禾本科植物轉(zhuǎn)化率可達(dá)233CO2爆破99%,并且容易回收。通常使用的有機(jī)溶劑包括甲和水蒸氣以及氨一樣,CO2也可用于木質(zhì)纖維醇、乙醇、丙酮、乙烯基乙二醇、乙二酸、水楊酸等。素原料爆破。 Dale and moreira使用此方法對紫花該方法存在腐蝕和毒性等問題,造成嚴(yán)重環(huán)境污苜蓿進(jìn)行預(yù)處理,最終得到的葡萄糖是理論產(chǎn)量的染,成為難于大規(guī)模應(yīng)用的主要原因。75%,相對于蒸汽爆破和氨爆破稍低,但是該方法性2.25室溫離子液處理價(jià)比高,且不產(chǎn)生對隨后反應(yīng)有抑制作用的物質(zhì),室溫離子液是指主要由有機(jī)陽離子和無機(jī)或有操作相對簡便。機(jī)陰離子構(gòu)成的在室溫或近于室溫下呈液態(tài)的鹽24生物預(yù)處理法類,它們具有很多分子溶劑不可比擬的獨(dú)特性能阿。常用于降解木質(zhì)素的微生物有白腐菌、褐腐部分離子液能在相對溫和的條件下溶解大量的纖菌、軟腐菌等真菌。用棉花秸稈生產(chǎn)蘑菇的研究表維素,質(zhì)量分?jǐn)?shù)可高達(dá)3%%,如3-甲基N-丁基吡啶明,白腐菌可在3周內(nèi)將木質(zhì)素降解65%。由于成氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-烯丙基-3-本低和設(shè)備簡單,生物預(yù)處理法具有獨(dú)特的優(yōu)勢甲基咪唑氯化物叫等。 Anantharam等利用1-丁基可用專一的木質(zhì)酶處理原料,分解木質(zhì)素,分理出3-甲基咪唑氯化物溶解纖維素,再用水或乙醇使其纖維素和半纖維素。該方法只是在試驗(yàn)中取得了沉淀再生,發(fā)現(xiàn)纖維素酶水解的初始速率提高了50定的成果,還未大規(guī)模應(yīng)用。倍,12h轉(zhuǎn)化率高達(dá)72%。該過程中離子液100%回收操作簡單易行對環(huán)境無任何污染,纖維素僅的3木質(zhì)纖維素原料的水解糖化最初的高結(jié)晶態(tài)變?yōu)闊o定形態(tài),更有利于酶的吸木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)燃料乙醇主要分為兩步附,并無其它衍生化反應(yīng)發(fā)生。該方法能否廣泛應(yīng)纖維素水解成糖糖發(fā)酵成醇?，F(xiàn)今從糖發(fā)酵轉(zhuǎn)化用于纖維素原料的預(yù)處理還有待于進(jìn)一步的試驗(yàn)為醇的過程是簡單和成熟的,所以糖化過程是木質(zhì)考察。纖維素制備燃料乙醇的關(guān)鍵,主要包括酸解和酶解23物理化學(xué)預(yù)處理法兩種方法。該方法主要指爆破技術(shù),包括蒸汽爆破、氨爆31酸解破、CO2爆破等。酸水解纖維素類物質(zhì)早在19世紀(jì)末就有研23.1蒸汽爆破究,但是迄今進(jìn)展不大。酸水解分為稀酸水解和濃蒸汽爆破是指將纖維素原料先用高溫水蒸氣酸水解可以在較溫和的條件下進(jìn)行。稀酸水解可處理適當(dāng)時(shí)間,然后連同水蒸氣一起從反應(yīng)釜中急以將纖維素轉(zhuǎn)化為單元糖原料中的重金屬被稀酸速放出而爆破分解。蒸汽爆破能耗低,不必考慮環(huán)溶解,然后已氫氧化物的形式沉淀最后和石膏保等額外費(fèi)用,已成為運(yùn)用最廣泛的爆破技術(shù)。影起被過濾掉。稀酸水解糖的轉(zhuǎn)化率只能達(dá)到50%,響爆破效率的因素有溫度、停留時(shí)間、原料顆粒大其水解過程產(chǎn)生的一種絡(luò)合物是大多數(shù)微生物的小、濕度。研究結(jié)果表明叫低溫和長的停留時(shí)間有抑制劑。濃酸水解約有90%的纖維素和半纖維素轉(zhuǎn)助于提高爆破效率。在爆破過程中加入適量的酸或化的糖被回收,但是濃酸水解中的酸難于回收還酸性氧化物,能更為徹底地除去半纖維素,減少對要求耐腐蝕耐酸的大容積反應(yīng)器。酸解常會伴隨生隨后反應(yīng)有抑制作用的化合物,有效地提高酶水解成有毒產(chǎn)物乳糖醛、酚等物質(zhì),需要改善工藝減少效率嗎。這些中國煤化工23.2氨爆破3.2CNMHG氨爆破是利用液態(tài)氨相對較低的壓力(約共們底尚度安一,所以產(chǎn)率很高,而且1.5MPa)和溫度(50-80℃)將原料處理一段時(shí)間,然副產(chǎn)物很少,對于進(jìn)一步的乙醇發(fā)酵減輕了提純的天然氣化工2008年第33卷工作量。酶解糖化長時(shí)間未得到大規(guī)模使用,主要葡萄糖苷酶(GL)來實(shí)現(xiàn)這一過程。改進(jìn)的SSF法具是因?yàn)槔w維素酶成本太高,費(fèi)用約占整個(gè)過程的有實(shí)用價(jià)值,其優(yōu)點(diǎn)為:增加水解率,減少糖化過程60%。隨著纖維素酶生產(chǎn)技術(shù)的日益完善,其成本將的抑制作用;使用同一設(shè)備,降低了設(shè)備費(fèi)用;節(jié)約大大降低,酶解有替代酸解的趨勢。纖維素酶是一生產(chǎn)時(shí)間,提髙了生產(chǎn)效率。但SSF法也存在一些種高效復(fù)合酶,主要包括內(nèi)切葡聚糖酶( endoglu-缺點(diǎn):水解和發(fā)酵兩過程溫度不相容;-定濃度的canas,簡稱EG也稱Cx酶)纖維二糖水解酶(cel-乙醇對酶有抑制作用。lobiohydrolase,簡稱CBH,也稱C1酶)和βB葡萄糖苷44非等溫同步糖化發(fā)酵法(NSSF酶3- glucosidase,簡稱GL)。天然纖維素水解成葡萄NSSF法是由SSF法衍生出的類似的新工藝。水糖的過程中,必須依靠這3種組分的協(xié)同作用才能解糖化最適宜的溫度是50℃左右,而糖類發(fā)酵的最完成。纖維素大分子的物理結(jié)構(gòu)是由分子鏈排列整適宜溫度為35℃左右,兩個(gè)溫度不相容,如何使這齊、緊密的結(jié)晶區(qū)和結(jié)構(gòu)疏松但取向大致與纖維主兩個(gè)過程的溫度盡可能地一致,是高效率生產(chǎn)乙醇軸平行的無定形區(qū)交錯(cuò)結(jié)合的體系。在水解過程的重要因素。NSSF法通過熱交換進(jìn)行能量傳遞,最中,首先EG作用于纖維素分子內(nèi)部的非結(jié)晶區(qū),使大限度地減少了系統(tǒng)能量損失,使水解糖化和發(fā)酵纖維素分解為不同長度的片斷,且形成大量的非還過程保持各自的最佳溫度。采用NSSF法可以大大原性末端,隨后CBH作用于非還原性末端,水解B-減少纖維素酶的用量,同時(shí)乙醇的產(chǎn)量和產(chǎn)率均顯1,4葡萄糖苷鍵,在該端分離出一個(gè)纖維二糖分子,著提高。最終CL將纖維二糖降解為葡萄糖。酶解糖化過4·5固定化細(xì)胞發(fā)酵法程中生成的葡萄糖對纖維素的水解具有抑制作用,固定化細(xì)胞發(fā)酵可以使細(xì)胞連續(xù)利用,提高發(fā)必須及時(shí)除去酵器內(nèi)細(xì)胞濃度,從而使發(fā)酵液酒精濃度得到提4纖維素發(fā)酵生產(chǎn)乙醇工藝高。研究最多的是酵母和運(yùn)動發(fā)酵單孢菌的固定化。其中運(yùn)動發(fā)酵單孢菌比酵母更有優(yōu)越性。常用纖維素發(fā)酵生產(chǎn)乙醇現(xiàn)行方法有直接發(fā)酵法、的固定化載體有海藻酸鈉、卡拉膠、多孔玻璃等?，F(xiàn)間接發(fā)酵法、同步糖化發(fā)酵法(SSF)、非等溫同步糖在該方法又有許多新的動向,如將微生物固定在氣化發(fā)酵法(NSSF)、固定化細(xì)胞發(fā)酵法等。液界面上發(fā)酵、混合固定化細(xì)胞發(fā)酵等。固定化細(xì)4.1直接發(fā)酵法胞發(fā)酵法有望成為木質(zhì)纖維素材料生產(chǎn)乙醇的首直接發(fā)酵法是利用細(xì)菌直接作用于纖維素發(fā)要方法。酵生成乙醇。該工藝不需要酶解或酸解前期處理,設(shè)備簡單成本較低,但是乙醇的產(chǎn)率和純度均不5結(jié)語高。隨著酸解和酶解工藝的成熟,該方法正在被逐通過以下三方面的技術(shù)革新:①預(yù)處理克服木漸淘汰。質(zhì)纖維素組分多樣性及不易降解性;②提高纖維素42間接發(fā)酵法水解酶效率;③發(fā)展微生物代謝工藝同時(shí)利用己糖間接發(fā)酵法是先用纖維素酶水解纖維素,再對糖和戊糖,纖維素燃料乙醇的生產(chǎn)成本已從原來的液進(jìn)行發(fā)酵。該方法最終產(chǎn)物是乙醇,而一定濃度1.29美元/降到0.31美元幾,但是現(xiàn)在我們?nèi)悦媾R的乙醇對纖維素酶水解有抑制作用,為了克服乙許多問題。這些挑戰(zhàn)包括延長商用發(fā)酵酵母的壽醇的抑制作用,必須不斷地從設(shè)備中移出乙醇,采命、開發(fā)更為高效的預(yù)處理技術(shù)、優(yōu)化各種工藝條用的方法主要有減壓發(fā)酵法和快速發(fā)酵法件提高生產(chǎn)效率等等。如果能解決好這些問題,4.3同步糖化發(fā)酵法(SSI質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)乙醇必會產(chǎn)生更大的社會效益SSF法是考慮到酶解糖化過程中產(chǎn)生的葡萄糖和經(jīng)濟(jì)效益。對纖維素水解的抑制作用,而對酶解糖化進(jìn)行的改中國煤化工進(jìn)。該方法將酶解糖化和糖液發(fā)酵在同一設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行,使產(chǎn)生的葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇,消除葡萄糖[CNMH Guel ethanol production對纖維素水解的抑制作用。主要采用添加高效的βfrom lignocellulose: a challenge for metabolic engineeringand process integration[]Appl Microbiol Biotechnol, 2001第4期馬現(xiàn)剛等:木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展56(l):17-34劉娜,石淑蘭.木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為燃料乙醇的研究進(jìn)展[ Dadi A F, Varansi S, Schal C A. 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The challenges tois field are also pointed out, and some suggestions are proposed for further research.Key Words: lignocellulose; fuel ethanol; material pretreatment; hydrolysis; fermentation動態(tài)簡雙氧水直接氧化丙烯制備環(huán)氧丙烷的新工藝,與原位耦合法相比,簡化了工藝流程減少了催化劑的損失;與氯醇法相比雙氧水直接氧化丙烯制環(huán)氧丙烷新技術(shù)通過鑒定污染顯著減少,工藝簡單,環(huán)境友好;在優(yōu)化的工藝條件下,催化中國煤化工對HO2的產(chǎn)率仍保持大連化物所的“雙氧水直接氧化丙烯制環(huán)氧丙烷”新技在87CNMHG。該技術(shù)在國內(nèi)外專術(shù)最近通過了由遼寧省科技廳組織、沈陽分院主持的專家組利、文歌屮木見撒適,滿原創(chuàng)成采,具有良好的應(yīng)用前景鑒定。專家組一致認(rèn)為,該項(xiàng)目開發(fā)的反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移催化達(dá)到了國際先進(jìn)水平。