生物丁醇代谢工程的研究进展
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生物丁醇提取技术研究进展李智斌【摘要】生物丁醇是当今世界可再生生物能源的研究热点之一,由于终产物丁醇的抑制作用限制了发酵生产中丁醇的产量。
本文主要介绍采用吸附法、液液萃取技术、汽提法和渗透汽化技术在发酵过程提取丁醇以降低抑制作用的研究进展,对各种技术的优缺点和目前遇到的研究难题作一综述,并对丁醇分离耦合发酵技术发展方向进行了展望。
%Biobutanol is one of the research hotspots in the field of renewable bioenergy. The yield of butanol is inhibited by butanol itself during fermentation. In this text, the techniques of adsorption, liquid-liquid extraction, gas stripping and pervaporation were introduced, which can extract butanol during fermentation to reduce inhibition. The Advantages and disadvantages and the research challenge of the techniques mentioned above were also introduced. The development of extracting butanol from fermentation was prospected.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)017【总页数】3页(P38-40)【关键词】丁醇;吸附;萃取;汽提;渗透汽化【作者】李智斌【作者单位】广东中科天元新能源科技有限公司,广东广州 510640【正文语种】中文【中图分类】TK6丁醇生物发酵一般是利用丙酮丁醇梭菌在严格厌氧条件下进行的,其主要产物是丁醇、丙酮和乙醇,含量约为6:3:1,简称ABE发酵。
代谢工程在生物丁醇生产中的应用及研究进展
闫永亮;刘宏娟;张建安
【期刊名称】《现代化工》
【年(卷),期】2012(32)4
【摘要】传统的丁醇发酵由于其产量和产率都较低,制约了生物丁醇的发展。
代谢工程以系统生物学为基础,为生物丁醇生产菌种的改造提供了合理的依据。
介绍了丁醇发酵的菌种与丁醇的生物合成途径,综述了代谢工程方法在生物丁醇生产中的应用及其最新研究进展,并对其应用前景进行了展望。
【总页数】6页(P25-29)
【关键词】代谢工程;生物丁醇;代谢网络;代谢流分析;发酵
【作者】闫永亮;刘宏娟;张建安
【作者单位】清华大学核能与新能源技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ920.1
【相关文献】
1.生物丁醇代谢工程的研究进展 [J], 戴宗杰;董红军;朱岩;张延平;李寅
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4.代谢工程在维生素生产中的应用及研究进展 [J], 王岩岩;刘林霞;金朝霞;张大伟
5.气提耦合发酵技术在生物丁醇生产中的应用及研究进展 [J], 李款;刘宏娟;张建安因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
生物丁醇研究报告
生物丁醇是一种可再生的、清洁的生物燃料,它被广泛认为是未
来替代传统石油燃料的重要选择之一。
随着全球对可再生能源需求的
不断增加,研究生物丁醇的技术和产业化水平也在不断提高,生物丁
醇的应用前景也越来越广阔。
生物丁醇是由生物发酵过程中产生的化合物,主要来源于植物、
微生物和生物废弃物等。
与传统石油燃料相比,生物丁醇具有许多优点,如基于可再生能源,能够减少二氧化碳的排放,使得大气环境更
加干净和健康;生物丁醇可以和传统汽油进行混合使用,可以适用于
已有的汽车发动机,无需改变发动机结构,对环境影响小,并且生产
成本相对较低,减少了对石化燃料的依赖。
生物丁醇的生产技术主要有两种:一种是通过微生物发酵技术生产,另一种是通过生物质转化技术生产。
微生物发酵是将含糖的生物
物质,如玉米、甜菜、木薯等,在微生物的作用下发酵成产生生物丁醇。
生物质转化技术是将各种生物质材料通过热化学方法分解,制备
出所需的生物丁醇。
生物丁醇的应用领域和应用范围都非常广,主要应用在汽车、飞机、船舶和发电站等领域,实现了从生产到消费的生态循环。
在未来,生物丁醇的进一步推广和应用将对环境保护和能源安全产生积极的影响,也将成为推动汽车、航空航天等重要产业创新发展的重要动力。
总之,生物丁醇作为一种可再生、清洁的燃料,其应用前景广阔,技术和产业化水平不断提高,生产成本持续下降,将为我们的生产生
活带来更多的便利和环保。
未来,随着技术的不断发展和的支持,相
信生物丁醇将在产业发展和环境保护中发挥更为重要的作用。
生物燃料丁醇作为发动机燃料的研究进展陆大旺,姜莉,唐浩哲,王闯(黑龙江工程学院汽车与交通工程学院,黑龙江哈尔滨150050)摘要:生物丁醇与乙醇相比,具有更高的热值;还具有更小的水溶性腐蚀性,且燃烧后不产生氮化物和硫化物;可以减少温室气体的排放等优势,是继生物乙醇后的又一种新型的极富潜力的生物燃料。
通过分析世界各国的研究结果可得到以下结论:丁醇所具有的潜能及优点足以作为未来可替代再生清洁能源之一。
通过对比分析目前世界上丁醇的主要来源及制备流程,并结合近期丁醇研究所取得的成果,以及丁醇在汽柴油发动机上的应用成果,对丁醇未来作为替代燃料在汽柴油机上的发展做出了展望。
关键词:生物丁醇;生物燃料;生产;制备;汽柴油机;应用中图分类号:U469.7文献标识码:A文章编号:1673-6478(2019)04-0008-04Research Progress on Biofuel Butyl Alcohol As Fuel for AutomobileLU Dawang ,JIANG Li ,TANG Haozhe ,W ANG Chuang(Heilongjiang Institute of Technology ,Harbin Heilongjiang 150050,China )Abstract :Compared with ethanol ,biobutanol has higher calorific value.It also has a smaller water-soluble corrosivity and does not produce nitrides and sulphides after combustion ;The advantages such as reducing greenhouse gas emissions are an-other new type of biofuels with great potential after bioethanol.Analyzing the results of research in various countries around the world ,it can be concluded that butanol has sufficient potential and advantages as one of the alternative renewable clean energy sources in the future.By comparing and analyzing the main sources and preparation process of butanol in the world ,and combining with the recent achievements of butanol research ,and the application of butanol on Steam diesel engine ,the development of butanol as an alternative fuel on Steam diesel engine in the future is forecasted.Key words :sediment ;simulation device ;evaluation method.1丁醇的来源传统丁醇制备主要是从石油中萃取,但随着石油资源的日渐枯竭,这种传统的制备方法逐渐被摒弃,取而代之的是更为环保的可再生生物发酵制备方法,且与传统方法相比,新方法的原料价格更低也更为环保。
新型生物能源丁醇的研究进展和市场现状苏会波;李凡;彭超;林海龙【摘要】This paper summarized and analyzed the physical and chemical properties, application fields, and domestic and foreign markets status, manufacturing technology and limiting factors of biobutanol. To promote the sustainable development of biobutanol industry, several proposals about technological improvement and development direction were made. They included improvoment of strains, increase of butanol tolerance and production ratio; development of efficient fermentation technology and separation technology with low energy consumption;expansion of raw material, and development of new production technology of cellulosic butanol, ect.%对生物丁醇的理化性质和应用领域、国内外市场现状、生产技术现状和发展限制因素进行了总结分析,并提出了改良菌种,提高丁醇耐受性和产丁醇比例;开发高效的发酵工艺;开发高效低能耗的分离工艺;拓展原料品种,开发纤维素丁醇生产工艺等技术改进和发展方向的建议,以期能促进生物丁醇行业的产业化和可持续发展。
以碱处理玉米棒芯为原料直接生产丁醇的厌氧梭菌混菌发酵过程及代谢工程研究丁醇是一种大宗的化工原料和新一代的可再生替代能源。
近年来,在化石资源枯竭、环境污染加剧等多重压力下,传统的丁醇发酵,特别是以丰富廉价可再生的木质纤维素为原料的丙酮丁醇发酵被重新重视起来。
木质纤维素丁醇的生产过程涉及纤维素酶类的生产,木质纤维素的酶法降解,己糖、戊糖的转运和利用以及丁醇发酵等多个步骤,工艺复杂,使得木质纤维素产丁醇成本居高不下,缺乏市场竞争力。
利用某些厌氧菌分泌的多酶复合体一一纤维小体,统合生物加工工艺(consolidated bioprocessing, CBP)能将产酶、水解和溶剂发酵集成在一个反应器内进行,可以有效简化工艺,减少操作费和设备费,降低成本,提高效率。
要利用CBP法高效生产丁醇,参与该过程的微生物,既要能够高产多种木质纤维素水解酶类,又要能够高效利用水解得到的己糖、戊糖生产丁醇。
这可以通过两类方法实现:一是将厌氧的木质纤维素降解菌和能同时利用己糖和戊糖的丁醇生产菌混菌培养;二是对纤维素降解菌进行遗传改造,赋予其丁醇生产能力,或者对丁醇生产菌进行遗传改造,赋予其木质纤维素降解能力。
本论文在这两方面都进行了探索。
本文首先考察了3种研究得较多的纤维小体生产厌氧梭菌——解纤维梭菌、热纤梭菌和嗜纤维梭菌对碱处理后的玉米棒芯(alkali extracted corn cobs, AECC)的发酵特性。
分析和比较了三种菌在AECC降解、可发酵糖累积、发酵产物的生产等方面的优劣势后,发现热纤梭菌在AECC降解和可发酵糖的累积上有明显优势,而嗜纤维梭菌在AECC降解和有机酸(特别是丁酸)生产上有明显优势,均可能适宜与丁醇生产菌混菌发酵。
解纤维梭菌由于生长和代谢缓慢,暂不考虑作为纤维素降解菌用于混菌培养。
为克服前人研究时遇到的混菌发酵过程中溶剂发酵总停留在产酸阶段的问题,我们提出了一种新的热纤梭菌和拜氏梭菌偶联发酵策略,即先累积充足的可发酵糖后再开始ABE发酵。
丁醇的生物燃料综合利用技术研究生物燃料是指利用生物质作为原料,通过生物化学或热化学反应技术转化为可替代传统燃料的能源形式。
其中,丁醇是一种常用的生物燃料,广泛应用于交通运输领域。
本文将探讨丁醇的生物燃料综合利用技术研究,从生产、应用及环境影响三个方面进行论述。
首先,丁醇的生物燃料生产技术研究是实现其综合利用的基础。
目前,生物质转化为丁醇主要通过两个途径:生物法和化学法。
生物法主要通过微生物代谢产生丁醇,其主要特点是能在温和条件下实现转化,但产率较低。
化学法则是通过催化剂将生物质直接转化为丁醇,具有较高的产率,但催化剂选择、反应条件以及废物处理问题等依然是亟待解决的难题。
其次,丁醇生物燃料的应用技术也是研究的重点之一。
作为一种高效能源,丁醇可以直接替代汽油、柴油等传统燃料。
丁醇具有良好的可混合性,使其能够与传统燃料混合使用,从而降低了应用的难度。
此外,使用丁醇生物燃料可以减少二氧化碳等有害气体的排放,对环境友好。
然而,目前丁醇生物燃料在应用过程中仍存在燃烧稳定性、能量密度等问题,需要进一步研究与改善。
最后,丁醇的生物燃料综合利用技术研究必须考虑环境影响。
生物燃料的生产和使用可能会对环境造成一定的影响,如土地占用、影响生态系统平衡等。
因此,在生产过程中需要选择合适的原料来源,尽量避免竞争冲突和环境破坏。
此外,生物燃料在销售、运输和存储过程中需严格控制污染物排放,充分考虑其对环境的潜在风险。
总之,丁醇的生物燃料综合利用技术研究是实现生物燃料可持续发展的关键。
在生产技术方面,生物法和化学法的结合可以提高丁醇的产率;在应用技术方面,混合使用和改进燃烧性能是关键问题;而环境影响需要在整个生命周期中全面考虑。
未来,需要持续投入研究力量,解决技术难题,推动丁醇的生物燃料综合利用技术研究取得更大进展,实现可持续发展目标。
生物发酵产丁醇研究进展作者:潘建军寇翠英来源:《中国科技博览》2019年第07期[摘要]生物发酵产丁醇是以碳水化合物为主要原料,同时进行预处理,在经过丁醇发酵微生物种子液制备、发酵等过程生产丁醇,有效降低了丁醇生产成本,简化生产工艺,大大提升生产效率。
充分利用碳水化合物来发酵并生产丁醇,在此环节充分借助微生物学、生物化学、细胞学、遗传学等理论知识为技术基础,并结合电子计算机、化工等现代工程技术来生成丁醇,生成大量可代谢产业。
本文主要针对生物发酵产丁醇进行具体分析。
[关键词]生物发酵;丁醇;研究进展中图分类号:TQ223.124 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)07-0295-01前言鉴于近几年出现的环境污染及资源紧缺等问题,生物发酵行业已经得到人们越来越多的关注和重视,生物发酵产丁醇工艺中,将能源的多元化和发展潜力得到集中体现。
生物发酵行业是以生物技术来代替化学合成技术进行燃料生产,有效运用可再生生物资源替代原有的不可再生资源,提倡天然、绿色、环保,以环境保护为主要目标,积极体现循环经济可持续发展的战略思想。
利用现代技术来生产丁醇,从而在市场上出现了丁醇这一新型燃料,其操作工艺对人员技术的要求很高,主要具有经济性、实用性、节能环保等优势,所以成为当前微生物发酵行业的主要趋势。
一、丁醇的相关介绍丁醇属于无色液体,有酒味,英文总称为:butanol, butyl alcohol,其蒸汽可与空气形成爆炸性混合物,是有机合成中,制备丁醛、丁酸、丁胺、乳酸丁酯等的主要原料之一。
沸点(℃):117.5,熔点(℃):-87.9,相对蒸气密度(空气=1):2.55,溶解度(水):7.7%(20℃,质量比),溶于乙醇、醚等多数有机溶剂[1]。
产丁醇是从生物发酵中酒精所得的杂醇油中发现的,近年来生物发酵行业对丁醇的需求量日益增加,需要积极掌握丁醇方面的专业知识。
二、生物发酵产丁醇研究进展1.丁醇危害丁醇具有一定的特殊气味,一旦处理不当,就会产生严重危害:丁醇具有很强的刺激性,具有一定的麻醉作用,容易对人体的眼、鼻、喉、等部位造成刺激,并在角膜浅层形成透明空泡,由此使人们出现头晕目眩、酣睡、皮肤接触性皮炎等症状。
发酵法制备生物丁醇的研究进展唐家发;陈俊杰;庄文豪;王丽倩;李淑君;王慧【摘要】工业上生产丁醇的制备方法可以分为三种:生物发酵法、羰基合成法、醇醛缩合法,其中后两种都属于化学合成法。
利用不可再生的石油资源,存在很大的局限性,而通过生物发酵法生产丁醇的原材料十分广泛。
本文综述了发酵法产生物丁醇在国内外的历史发展过程、产生丁醇的菌种及其机制、发酵法和生物丁醇的优点,并对发酵法和丁醇生产中存在的问题及其解决方法进行了探讨,最后对其发展前景进行了展望。
%The preparation method of the industrial production of butanol can be divided into biological fermentation, carbonyl synthesis and aldol condensation method.The carbonyl synthesis and aldol condensation method belong to chemical synthesis e of non-renewable resources of oil is a big limitation, and raw materials of biological fermentation production of butanol are very extensive.The development process of butanol production by fermentation at home and abroad, butanol production and its mechanism of strain, fermentation and biobutanol, the advantages of and problems existing in the fermentation and butanol production and their solutions were discussed, its development foreground was prospected finally.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)023【总页数】3页(P15-17)【关键词】生物丁醇;发酵法;机制;优点【作者】唐家发;陈俊杰;庄文豪;王丽倩;李淑君;王慧【作者单位】东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150040【正文语种】中文【中图分类】TQ214目前,中国是一个能源生产和消费大国,仅次于美国,位居世界第二。
国内外生物丁醇发展现状及进展情况丁醇是一种极具潜力的新型生物燃料,与汽油乙醇调和物相比,丁醇的燃料经济性较好,有助于提高燃料效率和行驶里程。
生物丁醇的市场潜力国外生物丁醇发展现状我国生物丁醇生产规模我国生物丁醇技术进展生物丁醇的市场潜力目前,全球丁醇消费正在进一步升温,这给生物丁醇产业的发展提供了一片沃土。
截至2008年7月,世界正丁醇消费量为200多万t,预计2011年需求量为340万t,未来5年消费量年均增长率为4%。
届时,亚洲正丁醇生产能力将增加到147万t,产量为119万t,需求量为163万t,缺口量为44万t。
从投资收益率来看,生物丁醇具有很大的经济优势。
截至2008年11月,丁醇售价超过5美元/gal。
我国丁醇的国内市场满足率不到50%,而且2000~2006年的国内消费量呈逐年增加,2006年国内市场消费量为74万t。
长期以来的产能严重不足,丁醇价格一直上涨,由2006年1月的约9000元/t上升到2008年7月的1.6万元/t以上。
国外生物丁醇发展现状第二次世界大战时,日本飞机就使用过丁醇燃料。
1916年,以色列化学家Weizmann C.发现了Clostridium acetobutylicum菌株,通过土豆发酵生产丁醇和丙酮。
BP公司与杜邦公司于2007年底在英国市场上推出他们用作汽油组分的第一个产品生物丁醇,即正丁醇。
他们与英国糖业公司合作的第一套乙醇发酵装置,以甜菜为原料,转产3万t/a(1000万gal/a)丁醇,于2007年第四季度运营。
英国糖业公司也与Vivergo燃料公司、BP公司和杜邦公司组建合资企业,在Hull区Salt end建设和运作世界规模级丁醇装置,于2009年底投运。
该装置年可生产4.2亿L生物丁醇。
2008年9月底,英国生物技术公司Green Biologics与印度Laxmi有机工业公司签约建设验证装置,于2010年生产1000t/a丁醇。
Green Biologics公司在英国有运作300L中型丁醇生产装置的经验。
丁醇梭菌代谢调控及高效发酵工艺的研究的开题报告一、研究背景丁醇梭菌是一种脂肪酸β-氧化菌,具有广泛的应用前景,如生物燃料、化学品,以及医药等领域。
丁醇梭菌的代谢途径及调控机制是其高效发酵的关键因素。
因此,对丁醇梭菌代谢调控及高效发酵工艺的研究具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在探究丁醇梭菌代谢途径的调控机制,以及优化其生产工艺,提高其丁醇产量和发酵效率,为丁醇梭菌的应用开发和产业化提供技术支持。
三、研究内容和方法1. 代谢途径及调控机制的探究(1)通过文献和数据库调查,了解丁醇梭菌的代谢途径及关键酶的功能和调控机制。
(2)通过基因组学、转录组学和代谢组学等技术手段,研究丁醇梭菌代谢途径的调控机制。
其中,基因组学用于鉴定丁醇梭菌的基因组序列;转录组学用于分析丁醇梭菌基因表达量的变化;代谢组学用于研究丁醇梭菌的小分子代谢物组成和量的变化等。
(3)通过对丁醇梭菌代谢途径的调控机制进行深入研究,探讨在生产过程中如何利用代谢调控的策略优化丁醇梭菌的生产能力。
2. 优化生产工艺通过对丁醇梭菌的培养条件进行优化,包括培养基、培养温度、氧气供应等条件的调节,提高丁醇梭菌的丁醇产量和发酵效率。
四、研究意义和预期成果本研究将对丁醇梭菌的代谢调控机制和生产工艺进行深入研究,为丁醇梭菌的应用开发和产业化提供技术支持。
预计可达到以下成果:1. 系统地探讨丁醇梭菌代谢途径的调控机制,为其生产能力的优化提供理论基础。
2. 通过优化丁醇梭菌的生产工艺,使其丁醇产量和发酵效率得到提高,为生产高品质丁醇提供技术手段。
3. 建立丁醇梭菌发酵的高效工艺,为相关领域(如生物燃料、化学品、医药等)的应用提供技术支持。
五、研究进度安排第一年:介绍丁醇梭菌和其研究领域,了解代谢途径及调控机制,探索其基础生理特征和产业应用。
第二年:研究丁醇梭菌代谢途径的调控机制,进行转录组学和代谢组学实验,鉴定丁醇梭菌基因组序列。
第三年:优化丁醇梭菌的发酵工艺,构建丁醇生产实验室模型。
微生物的产丁醇代谢摘要:丁醇作为一种传统工业原料,自二战前就开始被广泛应用,是印染、医药、香料等的重要原料。
传统上用石油产品作为生产原料,如今,丁醇被赋予了新的用途,即汽车等燃料的替代品。
为了节约成本,加强环保,各个实验室开展了生物法制丁醇的研究。
本文介绍了微生物产丁醇的一些菌种,以及产丁醇代谢的过程,最后介绍了现在的应用状况以及前景。
关键词:丁醇厌氧发酵汽油梭菌简介丙酮丁醇是一种重要的有机溶剂和化工原料,广逆用于喷漆、炸药、塑料、制药、植物油提取及有机玻璃、合成橡胶等工业[2,3,4,11~17]。
目前生产方法有化学合成和发酵法两种[13]:发酵法产丁醇曾经是世界上仅次于酒精发酵的第二大发酵产业[2,9],而现在常用的是石油产品进行化学合成。
石油资源紧缺而导致的石油价格持续上涨已成为不可逆转的趋势[12],而丁醇作为一种替代的清洁性能源,其生物学制法越来越受到关注。
国内生产生物丁醇(ABE发酵)主要是以玉米为原料,利用丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)发酵[7],而国外一般使用拜氏梭菌,用蜜糖为发酵原料[8]。
梭菌属严格厌氧,能形成芽孢、厌氧生长的革兰氏阳性杆菌。
因芽孢常比菌体大,致使菌体呈梭状而得名,又称厌氧芽孢杆菌属。
现在已知的梭菌都是产生正丁醇的,近期,美国杜邦公司和加州大学发现一种使用藻类产生异丁醇的工艺,现在处于保密阶段。
本文中如无特指,丁醇均是指正丁醇。
1. 发酵原理丙酮丁醇发酵包括2个不同的时期:产酸期和产溶剂期。
产酸阶段,细胞处于指数生长期,主要产生乙酸、丁酸、H2和CO2,有机酸的产生引起了发酵液pH 的下降;随着有机酸积累到一定阶段(pH 达到4 .3~4.5),发酵进入产溶剂期,此时细胞处于稳定期,产生的乙酸和丁酸在这一阶段转变为ABE,随着发酵的进行,丙酮丁醇梭菌开始衰老,活力下降,加上底物的消耗,溶剂的毒害作用,使菌体开始自溶或生成孢子,发酵逐渐由微弱最终达到静止结束[11]。
生物燃料丁醇的研究进展文献综述目前全球汽车保有量不断增加,预计到2020年将达到12亿辆,届时交通用油将占世界石油总消费量的62%以上,石油需求与常规石油供给之间将出现严重缺口.为解决石油供需矛盾,未来汽车产业在发展新技术、提高汽车燃油经济性的同时,必须考虑代用燃料的发展问题.汽车使用醇类燃料作为石油的替代燃料,也许是一个解决能源消耗和尾气排放的手段之一.其中,丁醇是一种极具潜力的新型生物燃料,被称为第二代生物燃料,可以用来完全或者部分替代化石燃料,从而缓解石油危机1 丁醇性能的优缺点丁醇可作为汽油的代用燃料.丁醇与其它普通醇类燃料如乙醇和甲醇相比,具有很多优点.丁醇的热值大约是汽油的83%,乙醇和甲醇的热值分别只有汽油的65%和48%,丁醇的热值比乙醇要高30%左右,因此相同质量的丁醇可比乙醇多输出约1/3的动力;丁醇的挥发性远低于乙醇,只有乙醇的1/6左右,丁醇的吸湿性远小于甲醇、乙醇和丙醇;这些低碳醇能与水完全互溶,而丁醇则具有适度的水溶性,丁醇的这一特性使它在纯化阶段降低了能源消耗;丁醇比乙醇的腐蚀性低,能够利用现有管道运输,同时由于比其它低碳醇具有相对较高的沸点和闪点,其安全性更高;此外,丁醇与汽油、柴油的互溶性较好,因此可以不必对现有的发动机结构作大的改动,而且可以使用体积分数几乎为100%的丁醇燃料尽管作为发动机燃料丁醇比其它低碳醇具有更多的优势,但将丁醇直接应用到发动机中仍然存在一些潜在的问题,例如:① 与发动机性能的匹配性.尽管丁醇与甲醇、乙醇相比具有更高的能量,但它的热值仍然比传统的汽油或柴油燃料低,因此,汽油或柴油发动机利用丁醇作为替代燃料需要增加燃油供给量.② 尽管甲醇、乙醇的密度比丁醇低,但它们较高的辛烷值允许发动机有更高的压缩比和燃烧效率,较高的燃烧效率减少了温室气体的排放量.③ 丁醇比乙醇、甲醇的黏度高,这使得丁醇应用在柴油发动机中不会产生燃油泵内润滑不足和潜在的磨损问题.然而将丁醇应用于火花点火式发动机(简称SI发动机)时,较高的黏度将产生潜在的沉积或腐蚀等问题2 丁醇生产的发展过程2.1 丁醇生产的历史Wirtz在1852年发现正丁醇可以作为一种常规的燃料组成部分.十年之后,Pasteur于年通过试验得出结论,丁醇是厌氧转化乳酸和乳酸钙的直接产物.1876—1910年,许多学者研究了丙酮-丁醇的生产方法和有关的溶剂[1]通过ABE(丙酮、丁醇、乙醇)发酵法工业生产丁醇和丙酮始于1912—1916年,这是已知最早的工业发酵法之一,在生产规模上排名第二,仅次于通过酵母发酵法生产乙醇的规模,而且它是已知的最大型的生物技术工艺流程[2-3]在发酵过程中主要有三类典型的产物:① 溶剂(丙酮、丁醇、乙醇);② 有机酸(乙酸、乳酸、丁酸);③ 气体(二氧化碳、氢).生物合成的丙酮、丁醇、乙醇。
2010-4-29 10:05:59丁醇的研究进展与前景展望生物燃料是指通过生物资源生产的适用于汽油或柴油发动机的燃料,包括燃料乙醇、生物柴油、生物丁醇、生物气体、生物甲醇、生物二甲醚等,目前市场上以燃料乙醇和生物柴油最为常见。
生物丁醇与乙醇相似,可以和汽油混合,但却具有许多优于乙醇之处,因此,生物丁醇的研究开发日益受到许多国家的重视。
1 生产概述工业上生产丁醇的方法有3种:①羰基合成法。
丙烯与CO、H2在加压加温及催化剂存在下羰基合成正、异丁醛,加氢后分馏得正丁醇,这是工业上生产丁醇的主要方法。
②发酵法。
以淀粉等为原料,接人丙酮-丁醇菌种,进行丙酮丁醇(ABE)发酵,发酵液精馏后得产品正丁醇。
③醇醛缩合法。
乙醛经缩合成丁醇醛,脱水生成丁烯醛,再经加氢后得正丁醇。
发酵法生产丙酮和丁醇工业始于1913年。
第一次世界大战爆发后,丙酮用于制造炸药和航空机翼涂料等用量激增。
英国首先改造酒精厂为丙酮丁醇工厂,继而又在世界各地建立分厂,以玉米为原料大规模生产丙酮、丁醇。
战后由于与丙酮同时制得约有2倍量的正丁醇未发现可利用价值,丙酮、丁醇工业曾衰退停顿,当发现正丁醇是制造醋酸丁酯作为硝酸纤维素之最佳溶剂后,此工业又获得新生。
20世纪五六十年代,由于来自石油化工的竞争,丙酮、丁醇发酵工业走向衰退。
但是70年代的石油危机,促使人们重新认识到丙酮、丁醇发酵工业的重要性。
2 优势发酵法生产的生物丁醇可作为生物燃料替代汽油等石化能源,其优势体现在生产方法和产品性能两方面。
2.1 发酵方法上的优势(1)化工合成法以石油为原料,投资大,技术设备要求高;而微生物发酵法一般以淀粉质、纸浆废液、糖蜜和野生植物等为原料,利用丙酮丁醇菌所分泌的酶来将淀粉分解成糖类,再经过复杂的生物化学变化,生成丙酮、丁醇和乙醇等产物,其工艺设备与酒精生产相似,原料价廉,来源广泛,设备投资较小;(2)发酵法生产条件温和,一般常温操作,不需贵重金属催化剂;(3)选择性好、安全性高、副产物少,易于分离纯化;(4)降低了对有限石油资源的消耗和依赖。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。