膜分离技术在木质纤维原料生物炼制领域的应用研究进展
2018-04-01蒋进元杨秀山
生物质化学工程 2018年1期
李 云, 蒋进元*, 杨秀山, 白 璐
(1. 中国环境科学研究院 环境工程设计研究中心, 北京 100012; 2. 首都师范大学 生命科学学院, 北京 100048)
木质纤维原料是一种廉价、丰富、可再生的材料。利用木质纤维原料进行生物炼制生产生物燃料(乙醇、丁醇、沼气等)或者其他重要的化工产品(木质素、木糖醇、乳酸、糠醛等)已经得到世界各国研究者的广泛关注[1-2]。该项技术一方面可以减少对日益匮乏的化石能源的依赖,另一方面也可以消除木质纤维原料直接露天燃烧对环境带来的污染,对可持续发展具有非常重要的意义。膜分离技术可以实现物质之间的分离和浓缩,作为一种高效、环保、易放大的新技术受到越来越多的关注,在水处理工业中占有重要的地位,近十年膜分离技术也开始被应用到生物炼制领域。笔者对膜分离技术在生物炼制领域主要是高附加值产品的回收和发酵产物的分离等方面的研究进展进行了综述,并对膜技术在该领域今后的发展方向进行了展望。
1 木质纤维原料生物炼制
木质纤维素原料生物炼制一般是指以木质纤维为原料通过预处理、酶解、发酵等过程生产化学品、燃料和其他生物基材料。木质纤维原料的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素,生物炼制过程对纤维素部分的利用居多,而这3种主要成分连接紧密,半纤维素和木质素将纤维素牢牢包裹住,阻碍了纤维素酶与纤维素的接触[3]。因此,木质纤维原料生物炼制的首要步骤是采用适当的物理、化学、生物和物理化学技术对其进行预处理,使木质纤维原料结构松散,有利于后续处理与利用。……
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