【摘 要】
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生物质乙醇作为一种可再生清洁能源已经成为近年来的研究热点,但成本高、生产周期长等问题使其在经济效益上未能与石油及煤燃料匹敌.植物发酵产生的乙醇会对发酵反应产生抑制作用,较高浓度的乙醇甚至会对酵母产生毒害,使酵母丧失发酵能力,从而造成发酵周期长,乙醇收率低,糖源浪费等问题.针对目前生物质乙醇生产存在的这些问题,本研究采用菊芋作为能源植物,进行生物质乙醇的制备,在发酵产醇的过程中耦合真空膜蒸馏技术,进
【机 构】
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北京理工大学化工与环境学院,北京,100081
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生物质乙醇作为一种可再生清洁能源已经成为近年来的研究热点,但成本高、生产周期长等问题使其在经济效益上未能与石油及煤燃料匹敌.植物发酵产生的乙醇会对发酵反应产生抑制作用,较高浓度的乙醇甚至会对酵母产生毒害,使酵母丧失发酵能力,从而造成发酵周期长,乙醇收率低,糖源浪费等问题.针对目前生物质乙醇生产存在的这些问题,本研究采用菊芋作为能源植物,进行生物质乙醇的制备,在发酵产醇的过程中耦合真空膜蒸馏技术,进行发酵液中乙醇的原位分离,并考察菊芋浓度和耦合膜蒸馏开启时间对产醇效率的影响,首次实现并优化了产酶-水解-发酵-原位分离“四耦合工艺”.结果 表明,真空膜蒸馏能够在维持发酵酵母活力的条件下将发酵液中的乙醇原位分离出来,将发酵液中乙醇维持在较低浓度,减少产物抑制,推动发酵反应的快速进行,降低残糖,避免糖源浪费,最终将生物质乙醇的生产周期由上百小时缩短至34h,并将乙醇产率由理论值的84.8％提高到了98.9％.所构建的利用菊芋高效产醇的四耦合工艺生产全程无污染,不产生环境负担,所有原料最终均可回归自然,属清洁生产技术.该研究结果为生物质乙醇生产的经济高效的工艺设计提供了重要基础.
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