纖維素乙醇發(fā)酵液中復雜組分對乙醇滲透汽化傳質(zhì)過(guò)程的影響

第12卷第6期生物加工過(guò)程Vol. 12 No 62014年11月hinese Journal of Bioprocess EngineeringNov.2014doi:10.3969/i.issn.1672-3678.2014.06.013纖維素乙醇發(fā)酵液中復雜組分對乙醇滲透汽化傳質(zhì)過(guò)程的影響陳敬文12,張紅漫3,張林4,黃和12(1.南京工業(yè)大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院,南京211800;2.南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗室南京210009;3.南京工業(yè)大學(xué)理學(xué)院,南京211800;4.浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程系,杭州310027摘要:考察了木質(zhì)纖維素辶醇發(fā)酵液中各鉏分對乙醇透過(guò)聚二甲基硅氧烷(PDυMS)- silicalite-I滲透汽仳膜質(zhì)性能的影響。結果表明:酵母細胞、玉米秸稈殘渣和發(fā)酵用無(wú)杌鹽可増加廴醇通過(guò)膜的通量和選擇性;而葡萄糖和甘油的存在會(huì )對乙醇的透膜傳質(zhì)產(chǎn)生負面影響;木質(zhì)纖維素水解后的產(chǎn)物如糠醛和羥基丙酮,表現岀對膜分離辶醇輕微的抑制作用。本文建立了滲透汽化優(yōu)先透醇與纖維素乙醇發(fā)酵集成過(guò)程,批次發(fā)酵20h后乙醇產(chǎn)率從最初的12.95下降到10.22g/(L·h),60h后乙醇產(chǎn)率下降為0,葡萄糖消耗速率與廴酹消耗產(chǎn)率呈冋樣趨勢;連續發(fā)酵過(guò)程中,乙醇產(chǎn)率較穩定地維持在13.30g/(L·h)。實(shí)驗證明,集成過(guò)程可及時(shí)地將產(chǎn)物乙醇分離出去,能夠有效地消除產(chǎn)物抑制,提高乙醇生產(chǎn)速率和葡萄糖轉化率關(guān)鍵詞:纖維乙醇;發(fā)酵;集成;滲透汽仳;聚二甲基硅氧烷滲透汽化膜中圖分類(lèi)號:TQ021.3文獻標志碼:A文章編號:1672-3678(2014)06-0067-06Effects of components in lignocellulosic ethanol fermentation broth on ethanoltransfer through polydimethylsiloxane-silicalite-l pervaporation membraneChEN Jingwen 2.ZHANG Hongman.ZHANG Lin,HUANG He(1. College of Biotechnology and Pharmaceutical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211800, China;2. State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 210009, China3. College of Science, Nanjing Tech University, Nanjing 211800, China4. Department of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, ChinaAbstract: We studied the effects of components in lignocellulosic ethanol fermentation broth on ethanoltransfer through polydimethylsiloxane-silicalite-l pervaporation membrane to tackle product inhibition byintegrated with ethanol fermentation. Yeasts corn stover residues and salts could increase the ethanol fluxand selectivity through the membrane, whereas glucose and glycerol had negative effects on membraneperformance. Lignocellulosic hydrolysates, such as furfural and hydroxyacetone, slightly influencedseparation performance. In batch fermentation, ethanol productivity reduced from 12. 95 to 10. 22(Lh) after 20 h, and became 0 after 60 h. The glucose consumption curve also confirms the sartendency. However, the ethanol fermentation integrated with pervaporation gave a stable ethanol稿日期:2013-05-20基金項目:國家自然科學(xué)基金(20606018、21176124、20876078);國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863中國煤化工8):國家重點(diǎn)基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)(2007CB707805、2011BAD23B03);國家自然科學(xué)CNMHG者簡(jiǎn)介:陳敬文(1983—),女,陜西寶雞人,博士研究生,研究方向:生物化工;黃和(聯(lián)系人),教授biotech(@njtech.edu.cn生物加工過(guò)程第12卷productivity about 13 30 g/(Lh). Experiments further proved that integrated process of lignocellulosicethanol fermentation and ethanol-selected pervaporation through polydimethyl lsiloxane-silicalite-1membrane could eliminate product inhibition, improve ethanol productivity and glucose conversion ratevery effectivelyKeywords: lignocellulosic ethanol; fermentation; integration pervaporation; polydimethylsiloxane以纖維素乙醇為主的第二代非糧作物能源既對乙醇滲透汽化透膜傳輸過(guò)程的影響,較為深入的解決了農林廢棄物處理不善引起的資源浪費和環(huán)分類(lèi)解釋了其作用機理,并繪制了集成前后乙醇發(fā)境污染問(wèn)題,又為緩解食品和能源危機做出了不可酵產(chǎn)率和葡萄糖轉化率的動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)圖,直觀(guān)地揭替代的貢獻。相對于葡萄糖到乙醇的簡(jiǎn)單底物發(fā)示了滲透汽化過(guò)程對乙醇發(fā)酵的影響,為乙醇發(fā)酵酵,以纖維素為原料發(fā)酵得到的乙醇質(zhì)量分數3%~在線(xiàn)提取濃縮和其他生物質(zhì)化學(xué)品的發(fā)酵-提濃集8%3。低濃度乙醇直接進(jìn)行蒸餾能耗巨大,是纖成生產(chǎn)過(guò)程提供重要參考。維素乙醇工業(yè)化的最大瓶頸。此外,乙醇在發(fā)酵過(guò)程中會(huì )發(fā)生產(chǎn)物抑制作用,乙醇質(zhì)量分數達到5%1實(shí)驗開(kāi)始明顯有抑制現象,當乙醇質(zhì)量分數累積到12%1.1材料與儀器時(shí)乙醇已基本停止生產(chǎn)4。為了提高乙醇的生產(chǎn)聚二甲基硅氧烷(PDMS,平均相對分子速率,降低乙醇濃縮能耗,很多分離技術(shù)如氣提S、質(zhì)量為10000)、乙烯基三乙氧基硅烷(ⅥTES)、二吸附6、反滲透門(mén)和滲透汽化(PV)8等都被應用丁基二月桂酸錫( DBTDL),中藍晨光化工研究院于這一領(lǐng)域,其中,應用聚二甲基硅氧烷(PDMS)滲正己烷、乙醇、葡萄糖,分析純,上海實(shí)驗試劑有限透汽化膜的滲透汽化優(yōu)先透醇過(guò)程由于易于與發(fā)公司。聚偏二氟乙烯(PVDF)中空纖維微濾膜酵過(guò)程集成,可以在線(xiàn)及時(shí)將產(chǎn)物乙醇及時(shí)地分離(MF)(孔徑0.01~0.22μm)、聚醚砜(PES)超濾出來(lái),同時(shí)還可與后續的滲透汽化優(yōu)先透水過(guò)程或(UF)底膜(孔徑0.01~0.05μm),無(wú)錫 Geruipuer乙醇脫水過(guò)程耦合生產(chǎn)無(wú)水乙醇,且滲透汽化過(guò)程膜科技有限公司。勢,也得到了廣泛的認可冬不涉及其他化學(xué)添加,其在節能、環(huán)保等方面的優(yōu)氣相色譜儀: agilent5975CMsD/7890AGC,色譜柱為DB-FFAP;液相色譜儀: Dionex公司,色譜柱滲透汽化優(yōu)先透醇過(guò)程對料液中的組分敏為Bio- Rad aminex hpx-87P,檢測器為 Refractive感,纖維素乙醇發(fā)酵液由于其原料玉米秸稈的結 ndex detector,流動(dòng)相為H2O,流速為0.6mL/min,構復雜及前期處理在發(fā)酵液中引入很多副產(chǎn)物和柱溫為85℃;DMA500密度計, Anton paar公司,精其他雜質(zhì)。日前,已有一些文獻報道了其中一確度1×10°g/mL些組分在PDMS膜中的傳質(zhì)性能及其對乙醇透膜1.2PDMS- silicalite-1滲透汽化膜制備傳輸過(guò)程的影響。 Choral等2發(fā)現發(fā)酵液中的參照文獻[15]制備了疏水改性的 silicalite-1糖類(lèi)和無(wú)機鹽可以通過(guò)改變膜上游側乙醇的蒸氣粒子。按以下配比制備鑄膜液:10.00 g PDms、2.00分壓來(lái)影響乙醇的透膜傳質(zhì);而甘油則沒(méi)有顯示 g VTES、0.20 g DBTDLD、20.00g正已烷。在80℃出明顯影響。 Fadeey等的實(shí)驗表明,沉積在膜下攪拌6h。加入2.00g的 silicalite-1,攪拌均勻表面的細胞及細胞殘骸會(huì )大幅降低滲透汽化過(guò)程后刮制于PES支撐膜上。在20℃室溫環(huán)境下放置的總通量。 Garcia等發(fā)現甘油和丁二酸雖然對2h形成初生態(tài)的膜,再放入60℃真空干燥箱中抽總通量有負面影響,卻不會(huì )影響滲透汽化透過(guò)液真空4h最終固化成膜中乙醇的濃度。很少有文獻能夠解釋以上研究中1.3纖維素乙醇發(fā)酵過(guò)程出現的分歧,或系統全面地討論發(fā)酵液中各物質(zhì)將玉米秸稈粉碎后通過(guò)稀酸循環(huán)噴淋反應的作用機理和其疊加效應對乙醇發(fā)酵及滲透汽化器進(jìn)行預處理。循環(huán)反應器內剩余的木質(zhì)纖維過(guò)程的影響。素固體殘渣用本文針對纖維索乙醇在PDMS- silicalite-1膜10-60FU的H中國煤化工物以比酶活CNMHG,轉速為110中傳輸的滲透汽化體系,系統全面的討論了各組分r/min,pH為5.5,固液比1:10(g/mL)條件下進(jìn)行第6期陳敬文等:纖維素乙醇發(fā)酵液中復雜組分對乙醇滲透汽化傳質(zhì)過(guò)程的影響酶解。酶解反應完成后取上清己糖液,濃縮至150被抽出,進(jìn)人 PVDF MF組件,大多數的酵母和部分g/L,在溫度為30℃,轉速為180r/min,pH4.5,酵的發(fā)酵營(yíng)養物質(zhì)被截留,返回發(fā)酵罐繼續發(fā)酵。發(fā)母接種率為10%體積分數條件下,添加無(wú)機鹽酵液被加熱到40℃后進(jìn)入與MF規格匹配的PV組(NH4)2SO45.00g/L、KH2PO41.50g/L、MgSO4·件。循環(huán)液視其組成或直接排放或經(jīng)冷凝器冷卻7H2O0.55g/L、CaCl2O.15g/L,于發(fā)酵罐中發(fā)酵。到發(fā)酵溫度后返回發(fā)酵罐。PV組件下游側壓力在每隔40h補充纖維乙醇糖液進(jìn)發(fā)酵罐。真空泵抽吸下保持在130~530Pa,另設有冷肼和收1.4發(fā)酵微濾滲透汽化集成過(guò)程集管收集濃縮的乙醇。當乙醇質(zhì)量分數累積到實(shí)驗中用到的集成裝置簡(jiǎn)圖如圖1所示。乙醇8%,開(kāi)啟滲透汽化過(guò)程。每隔2h分別從發(fā)酵罐及發(fā)酵液通過(guò)蠕動(dòng)泵以1.5L/min的流速從發(fā)酵罐中滲透汽化下游透過(guò)液中取樣進(jìn)行組分測定。發(fā)酵罐PVDF微濾組件蠕動(dòng)泵冷凝水真空泵加熱裝置流量計圖1發(fā)酵微濾滲透汽化集成過(guò)程Fig. 1 Schematic diagram of fermentor-micro filtration-pervaporation integration apparatus1.5分析方法纖維索乙醇發(fā)酵液中的組分以帶有Bo-Rn2結果與討論Aminex hpx-87P色譜柱的和示差檢測器RI的高2.1纖維素乙醇發(fā)酵液中的主要組分效液相色譜儀HPLC( Dionex)進(jìn)行測定。纖維素乙醇發(fā)酵液中的主要化學(xué)組分如表1膜通量通過(guò)式(1)進(jìn)行計算所示17木質(zhì)纖維素在水解過(guò)程中,半纖維素的側鏈乙?；苋菀酌撀湫纬梢宜?、乙酰丙酸,在劇烈的處理條件式中:m為透過(guò)液的質(zhì)量(g);t為滲透汽化的操作下可進(jìn)一步降解形成甲酸;半纖維素降解得到的木糖時(shí)間(h);A滲透汽化膜的有效面積(m2)還可降解生成糠醛;纖維素的降解產(chǎn)物葡萄糖也可降膜對乙醇分離因子通過(guò)式(2)進(jìn)行計算。解生成5-羥甲基糠醛(5-HMF)。由表1可見(jiàn),纖維/y(2)素乙醇發(fā)酵液中的主要化學(xué)組成是以乙酸(7.64gL)X/X為代表的脂肪酸。其次是糠醛等呋喃衍生物。除此以式中:下標e表示乙醇,w表示水;X,X分別是乙醇外還含有酵母和水在料液中的質(zhì)量分數;y和y分別是乙醇和水酵的副產(chǎn)物和斗TH中國煤化工,還有乙醇發(fā)CNMHG乙醇在分別在透過(guò)液中的質(zhì)量分數添加各組分的模擬液中的滲透汽化性能見(jiàn)表270生物加工過(guò)程第12卷表1玉米秸稈預處理水解液中的主要化學(xué)組成式中:5、8,6分別是溶解度參數的色散、偶極及氫Table 1 Compounds determined in the lignocellulosic鍵分量,可從CRC手冊查得,或通過(guò)基團貢獻法hydrolysate after pretreatment進(jìn)行計算0;i,分別表示膜與組分或2個(gè)不同類(lèi)別化合物p/(g·L)組分乙酸7.64脂肪酸甲酸表2乙醇在分別添加纖維素乙醇發(fā)酵液中各組分的乙酰丙酸模擬液中的滲透汽化性能(w(乙醇)=5%)呋喃衍生物Table 2 Pv results of pdms membranes with each5-羥甲基糠醛component in lignocellulosic ethanol fermenta芳香族化合物香蘭素0.111羥基丙酮1,.218tion broth feed ethanol concentration 5其他3-羥基吡啶添加劑乙醇通量/水通量/分離(g·L)(gm2.h)(gm2.h)因子2.2纖維素乙醇發(fā)酵液中的主要組分對乙醇滲透空白340.3汽化過(guò)程的影響甲酸301.3乙酸306.09.9由表2可以看出:PES、PP為底膜,脂肪酸的加乙酰丙酸入使得膜對乙醇的分離因子明顯下降,這應該是由糠醛于小分子脂肪酸與 silicalite-1中的(Si-OH)基團5-HMF313.5反應,從而打破PDMS- silicalite-1膜表面的連續546.910.9羥基丙酮10性,降低了膜對乙醇的選擇吸附,從數據中還可看3-羥基吡啶10314.211.2出在有脂肪酸存在的模擬液中,膜對乙醇和水的通葡萄糖328.8516.6量都上升了,應該是脂肪酸的作用使膜的表面變得315.5疏松而傳質(zhì)速率加快。PDMS骨架雖然不能直接和無(wú)機鹽320.3491.012.4脂肪酸發(fā)生反應,但據文獻[18]報道,在料液pH較秸稈殘渣529.312.9低的情況下,PDMS骨架也可在脂肪酸作用下被100365,7530.613.1水解。由表2還可知:糠醛、5-羥甲基糠醛、羥基丙酮表3為纖維乙醇發(fā)酵液中各組分之間及膜之間3-羥基吡啶對乙醇滲透汽化性能影響力大小的順序的親和力數據。由表3可知:組分與膜的親和力大為羥基丙酮>5-羥甲基糠醛≈3-羥基吡啶>糠醛。小順序為羥基丙酮>5-羥甲基糠醛≯糠醛>3-羥基滲透汽化性能主要與分子體積和溶解度參數有關(guān),吡啶。即組分對乙醇的競爭吸附力也按相同順序它們分別決定了組分在膜內的傳輸過(guò)程和在膜表面遞減。除了3-羥基吡啶和糠醛影響力次序不同外的吸附過(guò)程。 Hansen定義的參數R見(jiàn)式(3),可用這與從表2看到的順序基本相同。這應該是由于3來(lái)衡量膜與組分之間及組分與組分之間的親和性。R羥基吡啶的分子體積遠小于其他組分,也就意味著(zhù)的值越小則兩組分之間的親和性越強。它在膜內的傳輸速度比其他組分快。因此,以上2R=[4(δ-δ)2+(δ,-δ)2+(δ-δ)2]2個(gè)因素共同作用下,3-羥基吡啶對乙醇的透膜傳輸(3)影響比糠醛對乙醇的影響大。表3組分與其他組分及膜之間的親和力Table 3 Solubility parameters of the component and their difference to the solubility parameters of the PDMs membrane組分水糠醛5-HMF3-羥基吡啶羥基丙酮15.8311.03V/cm.mol-119.61170.1s 2s YHCN M G A7S第6期陳敬文等:纖維素乙醇發(fā)酵液中復雜組分對乙醇滲透汽化傳質(zhì)過(guò)程的影響發(fā)酵液中的其他組分由于沒(méi)有在透過(guò)液中被稈殘渣的模擬液中,膜的總通量呈上升趨勢。根據檢測到而被認為是不可透過(guò)物,因此它們不是通過(guò)兩相流動(dòng)理論,在相同邊界條件下,固相存在的料與乙醇競爭吸附來(lái)影響乙醇的滲透汽化過(guò)程。與液中相對于純的液體料液的擾動(dòng)力要更強,更有利空白溶液(只有乙醇和水)相比,添加了葡萄糖或甘于打破液膜層對乙醇傳質(zhì)的阻礙,從而提高了膜的油的模擬液中膜對乙醇的通量和分離因子都略微總體通量。在存在酵母細胞的模擬液中,PDMS下降。在滲透汽化過(guò)程中,物質(zhì)透膜傳輸過(guò)程還受 silicalite-1膜對乙醇的通量和分離因子都有所上到溶液的黏度的影響,溶液的高黏度導致濃差極化升,這可能是由于活細胞相對于一般固體粒子活動(dòng)現象嚴重,使膜對乙醇選擇性和分離濃度都下降。性更強,對于消除溫差和濃差極化的效果更好,通因此添加了葡萄糖或甘油的模擬液由于黏度比空過(guò)進(jìn)一步在乙醇/水二元體系中加入等量的死亡酵白溶液高而阻礙了乙醇在料液中的傳質(zhì),從而導致母細胞進(jìn)行測試,得到的結果與存在玉米秸稈殘渣膜對乙醇的分離性能整體下降。的模擬液類(lèi)似,驗證了上述推論。相反地,當模擬液中有(NH4)2SO4、CaCl2等其2.3滲透汽化過(guò)程對纖維素乙醇發(fā)酵的影響他發(fā)酵需要的無(wú)機鹽類(lèi)時(shí),膜對乙醇的通量和分離圖2為不同發(fā)酵條件下,乙醇的產(chǎn)率結果。由因子都有略微的上升。這主要是由于鹽析效應造圖2可知:批次發(fā)酵約20h后,乙醇質(zhì)量分數達到成的2,即無(wú)機鹽的加入減少了水中自由分子的數3%,由于產(chǎn)物抑制作用,葡萄糖消耗速率明顯下降。量,從而增加了乙醇的有效濃度。在添加了玉米秸60h后,乙醇質(zhì)量分數達到6%左右7r-r(乙6--r(葡萄糖)SummaTOr- 140←-(葡萄糖)中中中s6060201001200406080100120a間歌發(fā)酵(b)連續發(fā)酵(與滲透汽化過(guò)程集成)圖2間歇發(fā)酵與連續發(fā)酵中葡萄糖消耗與乙醇產(chǎn)率的動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)Fig 2 Glucose consumption and ethanol productivity kinetics in batch and continue fermentations乙醇產(chǎn)率從最初的12.95下降到10.290g/(L·h),60h后乙醇產(chǎn)率下降為0,葡萄糖消耗速率與乙醇消耗產(chǎn)率呈同樣趨勢,雖有部分消耗但已不用于生產(chǎn)乙醇。圖2(b)為乙醇發(fā)酵與膜滲透汽化提濃耦合動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn),發(fā)酵條件與批次發(fā)酵完全相同,待乙醇質(zhì)量分數積累至3%,開(kāi)始滲透汽化分離因子·總通量乙醇通量·水通量乙醇在生產(chǎn)同時(shí)被提取出來(lái),使乙醇質(zhì)量分數恒定8010012在3%以下,消除了產(chǎn)物抑制,促進(jìn)底物轉化率,葡圖3與纖維素乙醇發(fā)酵集成過(guò)程中滲透汽化膜萄糖消耗速率維持著(zhù)較高的水平,乙醇產(chǎn)率較穩定對乙醇的分離性能曲線(xiàn)地維持在13.30g/(Lh)。由此使得發(fā)酵能夠在乙Fig 3 Flux and separation factor curves of PDMS醇生產(chǎn)速率較高的前提下實(shí)現連續運行。membrane during integrate process圖3為纖維素乙醇發(fā)酵集成過(guò)程中滲透汽化膜對乙醇的分離性能曲線(xiàn)。由圖3可知:在滲透汽化在20~40h之間,膜對乙醇的分離因子和通量都與乙醇發(fā)酵集成的100h當中,膜的通量保持在呈上升趨勢,肜中國煤化工此膜的總通750~950g/(m2h),膜對乙醇的分離因子為10量也呈上升趨CNMHG,第一次補12。乙醇在滲透液中的質(zhì)量分數可達40%以上。料到第二次補料之間40~60h與20~40h的趨勢生物加工過(guò)程第12卷致。這是由于發(fā)酵液中葡萄糖的大量消耗使得膜poly-( 1-trimethylsilyl-1-propyne) membrane[J]. J Chem Eng對乙醇的分離因子和通量都上升了,而隨著(zhù)每20hJpn,1992,25(5):580-585.次的補料,該過(guò)程就重復一次。但當反應進(jìn)行到[8 Peng P, Shi B, Lan Y. A review of membrane materials for ethanolrecovery by pervaporation[ J].Sep Sci Technol, 2011, 46(2)80~90h之間,膜對乙醇的分離因子和通量上升有減234-246緩趨勢,這是由于,隨著(zhù)實(shí)驗時(shí)間延長(cháng),料液中各組分9] Vane l m. A review of pervaporation for product recovery from(如甘油等)的含量不斷累積,會(huì )對乙醇的透膜傳輸fermentation process[J]. J Chem Technol Biotechnol過(guò)程產(chǎn)生負面影響;但是同時(shí)料液中對乙醇傳質(zhì)起促603-629進(jìn)作用的玉米秸稈殘渣隨著(zhù)補料的次數增加也會(huì )不[10 Leeper S A Membrane separation I the production of alcohol fuels斷增加,因此抵消了一部分甘油的負面影響。by fermentation[ C]// McGregor W C Membrane SeparationBiotechnology. New York: Marcel Dekker Inc., 1986: 161-2003結論[ 11] OBrien D J, Senske G E, Kurantz M J, et al. Ethanol recoverym com fiber hydrolysate fermentations by pervaporation[J]研究表明,纖維素乙醇發(fā)酵液中成分復雜,各Bioresour Technol, 2004, 92(1): 15-19組分對乙醇透膜過(guò)程都有著(zhù)不可忽略的影響。酵1210ms,.(akas, Straathof A J J, et al. Influence o母、玉米秸稈殘渣和發(fā)酵用的小分子無(wú)機鹽使得乙rmentation by-products on the purification of ethanol from waterg pervaporation[ J]. Bioresour Technol, 2011, 102(2)醇透過(guò)PDMS- silicalite-1滲透汽化膜的通量和選1669-1674擇性都增加,因為它們可分別促進(jìn)料液中的擾動(dòng)和13] Fadeev a g, Kelley SS, McMillanD,eta. ffect of yeast乙醇有效濃度;葡萄糖和甘油由于增加了料液黏度f(wàn)ermentation by-products on poly 1-( trimethylsilyl )-1-propyne從而使得濃差極化現象加重而阻礙了乙醇傳質(zhì);乙pervaporative performance[ J].J Membr Sci, 2003, 214: 229-238酸等脂肪酸能與 silicalite-1發(fā)生反應破壞膜表面[14] Garcia M, Sanz M T, Beltran S Separation by pervaporation ofethanol from aqueous solutions and effect of other components連續性,從而使膜對乙醇分離因子減少而通量上present in fermentation broths[J].J Chem Technol Biotechnol升;此外,糠醛和羥基丙酮由于和乙醇存在競爭吸2009,84:1873-1882附,也表現出對分離過(guò)程輕微的負面影響?？偟膩?lái)15]ⅧuX, Dong H, Zhou Z,eta. Pervaporation separation of xylene說(shuō),滲透汽化與纖維素乙醇發(fā)酵集成過(guò)程可消除產(chǎn)isomers by hybrid membranes of PAAS filled with Si lane-modified物抑制,提高乙醇生產(chǎn)速率和葡萄糖的轉化率。zeolite[J]. Ind Eng Chen Res, 2010, 49(16): 7504-751416 Yan LS, Zhang H M, Chen J W, et al. Dilute sulfuric acid cyclenrough pretreatment參考文獻sugar recovery[ J]. Bioresour Technol, 2009, 100: 1803-1808gami T, Yanagishita H, Kitamoto D, et al. Concentration of [ 17] Zheng r, Zhang H, Zhao J, et al. Direct and simultanefermented ethanol by pervaporation using silicalite membraneletermination of representative by products in a lignocellulcoated with silicone rubber[ J].Desalination, 2002, 149:49-54hydrolysate of corn stover vi2]沈煜,王穎,鮑曉明,等釀酒酵母木糖發(fā)酵酒精途徑工程的spectrometry with a deans switch[J].J Chromatogr A, 2011研究進(jìn)展[J]生物工程學(xué)報,2003,19(5):126-130218:5319-532]朱躍釗,盧定強,萬(wàn)紅貴,等木質(zhì)纖維素預處理技術(shù)研究進(jìn)18 Bowen to, Meier g, Vane l m. Stability of mfi zeolite-filled展[J.生物加工過(guò)程,2004,2(4):11-16PDMS membra4 Nomura M, Bin T, Nakao S. Selective ethanol extraction fromaqueous mixtures containing acetic acid[ J].J Membr Sci, 2007fermentation broth using a silicalite membrane[J].Sep Purif298:117-125Technol.2002.27:5966[19 Barton A F M CRC handbook of solubility parameters and other[5 Ezeji T C, Qureshi N, Blaschek H P Acetone butanol ethanolcohesion parameters[ M]. Washington DC: CRC Press, 1983( ABE )Production from concentrated substrate: reduction in139-200substrate inhibition by fed-batch technique and product inhibition20] Lipnizki F, Hausmanns S, Field R W. Influence of impermeableby gas stripping[ J]. Appl Microbiol Biotechnol, 2004, 63components on the permeation of aqueous 1-propanol mixtureshydrophobic pervaporation[ J.J Membr Sci, 2004, 228: 129-138.6] Carton A, Benito G G, Rey JA, et al. Selection of adsorbents to be [21] Hussain M A M, Anthony J L, Pfromm P H. Reducing the energyused in an ethanol fermentation process: adsorption isotherms anddemand ofsalt extractivekinetics[ J]. 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