评论的重用黑液酶法水解和乙醇发酵的碱处理甘蔗蔗渣

文摘

缓解用水量和污水的一代将加速纤维素乙醇的工业化生产基于碱性预处理。重用一个可行的方法预处理液(黑液)酶水解和发酵是评论。黑液后酸化pH值4.8和离心机,上层清液不能用于乙醇发酵,但纤维素水解的稀释剂既适用于乙醇发酵和纤维素水解。综合这些研究结果与当前技术发展回收黑液和浪费洗水,改善技术流动的纤维素乙醇生产基于碱性预处理进行了展望。

关键字

污水回用、碱性预处理、甘蔗蔗渣,酶法水解、生物乙醇

介绍

木质纤维素的生物转化的生物质成乙醇不仅可以避免空气污染引起的燃烧废物木质纤维素,还提供可持续的清洁能源来代替石油。纤维素乙醇作为传输的应用燃料可以缓解温室气体排放的燃烧化石燃料来满足经济可持续发展,并确保国家能源安全1]。纤维素乙醇的生产包括四个主要步骤:预处理克服木质纤维素的顽抗,酶法水解来分解碳水化合物可发酵糖、将糖转化为乙醇发酵和蒸馏提取乙醇(2]。预处理是关键一步保证后续糖化的效率高。有各种技术预处理木质纤维素,如铣、超声波、酸、碱、organosolv,热液处理等等3]。氢氧化钠溶液(氢氧化钠)预处理是一种碱性预处理被作者选择将甘蔗蔗渣(渣打银行)由于其低能量输入和高木质素去除[4]。然而,两个明显的氢氧化钠预处理防止其工业应用的缺点:需要大量的水清洗碱处理木质纤维素,大量的废水预处理和洗涤过程中。来缓解用水和废水生成将加速纤维的产业化乙醇基于碱性预处理。

重用预处理液的酶水解和发酵

pretreamtent液体,即称为黑液(提单),是在碱性预处理过程中生成的,和对环境有害。pH值和木质素含量高。生成的提单在造纸行业通常是燃烧,但燃烧不是正确的提单碱性预处理由于其高含水量。最近,一些研究者重用的提单预处理木质纤维素由于其高pH值(5- - - - - -10]。虽然提单可以循环使用几次后有效地治疗木质纤维素与碱(补充9,10),碱处理木质纤维素的酶糖化效率降低和增加回收的时候提单(5,9]。此外,循环几次后,提单产生的治疗在过去的回收时间一直还是个问题。由于木质素是一种有用的原料生产高附加值的产品,如增塑剂、分散剂、螯合剂等11- - - - - -13ultrafitration],许多pH值调整等技术,开发了纳滤和电凝法提取木质素的提单(14- - - - - -16]。然而,木质素提取成本高,剩余废水仍需进一步治疗。

由于其pH值和木质素含量高,很少研究人员将考虑重用的酶法水解和提单发酵。碱处理木质纤维素的酶水解和发酵可以在酸性条件(pH值4.8)没有lignin-derived抑制剂p-coumaric酸、阿魏酸、葡萄糖醛酸等。17- - - - - -19]。然而,纯碱木质素被发现不影响纤维素的酶法水解了调查的影响提单的酶法水解纤维素和乙醇发酵20.]。作者首先使用醋酸调整提单的pH值4.8是酶水解和发酵的合适的pH值。pH值调整过程中,木质素沉淀提单。它不仅可以沉积在表面的纤维素,而且明显吸附纤维素酶(20.]。因此,沉淀木质素对纤维素的酶法水解其负面影响通过堵塞纤维素酶对纤维素的访问和非生产性纤维素酶的吸附20.- - - - - -22]。有必要单独申请前的沉淀从提单木质素降解纤维素水解和发酵。从提单通过酸化和离心分离木质素后,发现提单的上层清液(BLS)几乎没有抑制的酶法水解NaOH-treated渣打银行,但完全抑制乙醇发酵。然而,劳工统计局4倍稀释后用醋酸缓冲(pH4.8),它不表现出抑制乙醇发酵。这意味着lignin-derived化学物质可能存在于酶法水解缓冲区,但其浓度应该足够过低影响酶水解和发酵。这项研究提供了一个可行的有前途的方式加速纤维素乙醇产业化基于碱性预处理。

前景

基于上述发现,纤维素乙醇生产的改善和潜在技术流将被开发(图1)。木质生物质是首先被氢氧化钠在温和条件下的解决方案。提单和碱处理固体残渣。提单的pH值调整到4.8醋酸。固液分离后,木质素可以孤立于提单和作为原料生产高附加值产品。残留的化学物质存在于劳工统计局应该决定,和他们的特殊功能抑制机制微生物应探索育种inhibitor-tolerant微生物菌株。劳工统计局将不仅彻底用于酶水解和发酵,而且还净化通过好氧/厌氧微生物菌株治疗。碱处理的固体残渣会洗几次后续酶水解,并将消耗大量的水。作者开发了一种新的回收的废物清洗用水洗碱处理木质纤维素(9]。与传统的洗流相比,新的洗流可以节省用水量80%以上(9]。根据当前的发展在碱性预处理,提单和废物的回收方法洗水开发。未来工作前瞻性技术的工业化加速繁殖微生物菌株的宽容lignin-derived化学品。此外,一个更具成本效益的方式回收提单和浪费洗水应该建立。

确认

作者欣然承认金融支持的国家自然科学基金(批准号21506216,21506216),广东省自然科学基金重点项目(批准号2015 a030311022)和江苏省重点实验室的开放基金的生物质能源和原材料(批准号JSBEM201508)。

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