烟草下脚料发酵制取乙醇

通过单因素实验考察了硫酸浓度、固液比和水解时间对硫酸水解的影响。结果显示最优条件为：硫酸浓度为50%（w/w）,固液比为10%（w/v）,时间为100 min。烟草下脚料在最佳硫酸水解条件下,经5倍稀释,中和pH值至5～6。取经过滤后的水解液（FH）用酿酒酵母（Sacchharomyces cerevisiae）发酵产生乙醇,最大的乙醇浓度和乙醇产量分别为1.09g/L和54.5 g/kg。未过滤水解液（UFH,包括水解残渣）加入纤维素酶（70 U/100 mL）和酿酒酵母（Sacchharomyces cerevisiae）进行发酵,最大的乙醇浓度和乙醇产量分别为1.23 g/L和61.5 g/kg。     

纤维素废弃物制取燃料乙醇

华东理工大学颜涌捷教授的团队,承担了国家863重大课题“纤维素废弃物制取燃料乙醇技术”,经过近20年的潜心努力研究,在生物质制取燃料乙醇的工艺上取得了较大进展。通过生化和热转化方法,以生物质水解和水解残渣综合利用的方法。提高原料的利用率,以生产液体燃料和副产化工产品的方法,提高其经济性,在国内首先建成以纤维素废弃物制取燃料乙醇的示范工程,达到年产600t的规模,涉及的关键技术和工艺,都具有自主知识产权,已经申请国家发明专利十多项,已通过了科技部的验收。中国石油短缺,生物质丰富,每年产生的秸秆就达7．2亿t,加上其他生物质,数量可观。     

底物浓度对玉米秸秆乙醇发酵及残渣甲烷发酵的影响

为研究底物浓度对玉米秸秆乙醇发酵过程中乙醇产率和乙醇发酵剩余残渣厌氧发酵产气特性的影响,在中温(37±0.2) ℃条件下,利用实验室自制小型厌氧发酵装置,在底物浓度为2%、3%、4%和5%下开展周期为50 d的序批式厌氧发酵实验,探索不同底物浓度下玉米秸秆发酵乙醇产率和乙醇发酵剩余残渣厌氧发酵产气特性。结果表明：底物浓度对玉米秸秆乙醇发酵影响显著,当底物浓度为3%时,玉米秸秆厌氧发酵乙醇产量最大,达到39.04 g;底物浓度过低或过高均不适合后期厌氧发酵产甲烷的进行,当底物浓度为3%时,玉米秸秆乙醇发酵残渣表面纤维结构被破坏最明显,残渣厌氧发酵产甲烷实验最早在3 d出现产气峰值,挥发性固体单位甲烷产量为26.82 mL·g-1,并且累积产气量最高,挥发性固体单位累积甲烷产量达到270.01 mL·g-1,玉米秸秆乙醇发酵残渣还有较高的产气潜能;通过质量平衡分析得到,底物浓度为3%时,玉米秸秆生物转化过程中TS和VS去除率最高,分别为59.12%和79.07%。该研究可为玉米秸秆乙醇发酵工程提供参考。     

餐厨垃圾混菌发酵制备燃料乙醇

以校园餐厨垃圾为原料,利用根霉和枯草芽胞杆菌进行糖化预处理,再接种啤酒酵母发酵产乙醇。通过单因素实验,以乙醇产量为响应值,对发酵条件进行优化。实验结果表明:乙醇产量最佳的发酵条件为:当底料含水率为22.79%,啤酒酵母接种量为15%,30℃培养条件下,经过5 d发酵,乙醇产量最高可达到6.67%。选用餐厨垃圾丰富了燃料乙醇的取材途径,实现了原材料的多元化,采用微生物预降解原材料为实现高产乙醇奠定了基础。     

金属-酶制剂共催化对废次烟草制乙醇的影响

以金属催化剂Mn0.3Zn0.2Fe0.5和复配酶制备的金属-酶制剂共催化发酵废次烟草制乙醇为研究对象,运用FTIR、SEM和BET分析技术表征烟草催化发酵前后形貌及组分变化,通过计算乙醇得率,分析金属-酶制剂促进生物质糖化产乙醇的共催化能效。FTIR分析表明,ME共催化可促进烟草纤维组织中C-O和C-C键解裂,促使木质素中多环苯酚类聚合物降解,SEM表明金属-酶制剂对烟草组织结构的催化浊蚀现象更明显,BET表明植物组织被水解成更小粒径;2 g烟草在0.8 g ME共催化作用下,乙醇产率为91.2 mg·g-1,是同步发酵制乙醇的1.5~1.9倍,为非粮作物催化转化制乙醇提供理论依据与实验数据支撑。     

废物乙醇化处理进展

废物乙醇发酵是废物资源化的途径之一,包括废物的预处理,乙醇发酵菌株的选育,乙醇发酵新技术,新工艺的采用等重要内容。同酵母发酵乙醇相比,利用细菌发酵产乙醇具有产率和转化率高,平均发酵速度快等优点,是研究的热点之一,特别是热纤核菌和热糖核菌能直接发酵纤维类废物为乙醇,它们的发现使纤维类废弃物的资源化向前迈进了一大步。同时,人们利用基因工程的手段,改变原菌株的遗传物质,构建“超级菌”,来满足乙醇发酵的要求,同一般发酵技术相比,细胞固定化拄术具有使发酵过程连续运行又具有细胞浓度大,产乙醇效率高等优点。有效的乙醇分离技术包括分离膜、萃取、真空等,它们能降低发酵液中乙醇的浓度,保证酵母的发酵活性,从而提高乙醇的产量。因此,废物乙醇化技术是一个具有巨大潜力的处理废物的新领域。     

香菇下脚料对水体中十二烷基苯磺酸钠的吸附

香菇下脚料经甲醛/硫酸混合溶液处理后制备成吸附剂。研究了吸附剂对SDBS的吸附性能,考察了溶液pH值、吸附剂粒径、初始浓度、吸附时间、浓度和温度的影响。结果表明,吸附适宜条件的为:pH 4.0,吸附时间60 min,吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述,吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果优于Freundlich和Tempkin方程。在热力学研究中,ΔG0<0,ΔH0>0,ΔS0>0,表明此吸附过程是自发、吸热和熵增加的过程。     

基于酸催化的生物质制乙醇工艺条件优化

纤维素乙醇被认为是最佳的替代燃料之一,但依然存在纤维素水解效率低和水解糖液中有害物质影响酵母菌活性等问题,从而导致其生产成本过高,无法实现工业化生产。选取水稻秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆、毛竹等4种典型生物质,进行了基于酸催化法与同步酶解发酵法制取纤维素乙醇工艺条件的优选研究,采用DNS还原糖测定法测定原料还原糖转化量以表征预处理效果,并使用气相色谱法测定乙醇转化率。结果表明：水稻以5%固体装载量在125 ℃下经0.5%稀硫酸处理10 min后,产糖率达28.74%,处理效果在4种生物质中最优;发酵2 d后的水稻和小麦的乙醇转化率分别为51%和54%,显著高于高粱与毛竹;发酵5 d后高粱和毛竹的乙醇转化率达到了61%和65%,高于水稻和小麦。以上结果对改善传统生物质生产纤维素乙醇产率低的问题,具有一定的实际指导意义。     

微生物酶促高效提制废次烟草中烟碱的研究

采用酶促反应利用微生物发酵处理废次烟叶提取烟碱,对比发酵及微波协助等不同方式,利用分光光度法测定发酵体系中烟碱溶出含量,优选出发酵菌种,并探讨接种量和培养基质及不同工艺参数等对烟碱含量的影响。实验结果表明:选用白腐真菌和管囊酵母(1∶1)在微波协助处理下,当烟叶与水的重量比为3∶20,豆粕与烟叶重量百分比为15%,接种量40%,pH=6,30℃发酵48 h,能得到烟草中烟碱溶出浓度为3.291 g/L,为有效实现废次烟草减量化排放与资源化利用结合奠定基础。     

不同容积负荷下有机废水发酵产酸和产乙醇特性

采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,研究了反应器在不同的水力停留时间(HRT)和不同进水容积负荷(VLR)下,高浓度有机废水发酵时产酸产乙醇特性。结果表明,在厌氧反应初期,随着反应器水力停留时间的减少和进水容积负荷的增加,反应器内的pH值降低后稳定在3.81~4.55之间,氧化还原电位(ORP)一直处于波动状态。反应器发酵液中主要成分浓度随进水容积负荷的提高而变化,且乙醇的浓度一直很低。当VLR为9 kg COD/(m3·d)时,乙酸浓度最高,且最高值为961.40 mg/L,当VLR为48 kg COD/(m3·d),乙醇平均浓度升高,最大值为142.98 mg/L。在乙醇平均浓度最大时,反应器稳定的平均产氢速率为887 mL/d。反应器运行前后颗粒污表面泥都有杆状微生物存在,但具有产酸特性的污泥表面胞外聚合物含量相对较少。     

高蛋白含量餐厨垃圾水解真菌的筛选和应用

从足癣患者病灶部位分离及筛选出12株真菌,其中4株真菌在蛋白质培养基和淀粉水解培养基菌落水解圈 直径与菌落直径比(D/d) 表现突出。经ITS-5.8S rDNA鉴定分别为Tritirachium oryzae,Paecilomyces sp.,Aspergillus puniceus,Septoriella oudemansii。优化4株真菌的最适发酵温度,并选出优良菌株用于高蛋白含量餐厨垃圾(A)降解。液体发酵结果表明,温度和菌株对游离氨基氮和还原糖产量有显著影响,47 ℃为最适发酵温度,并且Aspergillus puniceus、Septoriella oudemansii显著优于其他真菌。因此,分别接种Aspergillus puniceus,Septoriella oudemansii以及Aspergillus puniceus和Septoriella oudemansii复合菌株到餐厨垃圾(B),预先进行固态发酵,5 d后进行液态发酵。24 h后发酵液中还原糖的浓度达到最大值,分别为12 080、9 832和13 123 mg·L-1,发酵108 h后游离氨基氮浓度达到最大值,分别为3 660、2 821和3 375 mg·L-1。研究表明,Aspergillus puniceus和Septoriella oudemansii复合菌株对还原糖产量有一定的促进作用,但是不利于游离氨基氮的产生。Aspergillus puniceus为最佳菌种,可以应用于高蛋白含量餐厨垃圾的生物降解和高附加值产品的开发等相关方面的研究。     

烟草工业废弃物中提取氨基酸

以生产烟碱及茄尼醇后的烟叶废渣为原料,采用酸水解及活性炭脱色处理提取氨基酸,研究了酸水解中HCl用量、水解时间以及活性炭脱色处理中活性炭处理方式、pH、活性炭用量、脱色温度和脱色时间等因素对氨基酸收率和脱色率的影响。结果表明,最佳水解条件:以6 mol/L HCl溶液为水解液,在120℃、料液比1∶18条件下,水解12 h,所得水解液经以下工艺脱色处理:0.25%KOH处理活性炭、pH=10、活性炭用量为2.5%、脱色温度80℃、脱色40 min,所得产物氨基酸收率86.65%,脱色率达84.31%。     

集成膜法回收钛白废酸中硫酸

对扩散渗析回收钛白废酸中硫酸与减压膜蒸馏联合浓缩废酸进行了实验研究。结果表明,扩散渗析的酸回收率、回收酸浓度和亚铁泄漏率随料液流量的增大而减小,而酸渗析速度及酸对硫酸亚铁的分离系数却随之增大;随水料比的增大,酸回收率、酸渗析速率和亚铁泄漏率增大,回收酸浓度及酸对硫酸亚铁的分离系数减小;在选定实验条件下,硫酸浓度为1.92 mol/L的钛白废酸,先经扩散渗析进行酸盐分离,然后经减压膜蒸馏浓缩,可得到硫酸质量百分浓度为65%以上的浓缩废酸,达到了返回钛白生产使用的要求。     

餐厨垃圾乳酸发酵技术的研究进展

餐厨垃圾产量巨大且有机物含量丰富,易被微生物分解利用。乳酸是餐厨垃圾发酵处理后的重要产物,亦是食品、医药、酿酒等行业的重要原料。系统介绍了餐厨垃圾发酵产乳酸的微生物菌种、多物料混合发酵及原位分离耦合发酵,以及该研究领域的新进展。针对该技术的应用现状及不足,指出现阶段应关注高产抗污染的产乳酸工程菌的选育、原位分离-耦合乳酸发酵、生物强化发酵等关键技术的开发和突破。突破这些瓶颈可使餐厨垃圾发酵原料产乳酸技术更加经济可行,更易实现产业化推广。