摘要:生物能源作为可再生能源，有望减少能源供给中对石油的依赖程度。近年来，我国生物能源的发展非常迅速，已经成为继巴西和美国后的第三大燃料乙醇生产国和消费国。为促进生物能源相关技术研究的发展，本期“生物能源”专刊收录了我国生物能源专家学者在燃料乙醇、生物柴油、微生物油脂、生物燃料系统分析等领域的最新研究进展。

摘要:为提高甘蔗渣的纤维素酶解性能，采用乙酸脱木素结合碱脱乙酰基的预处理工艺 (Acetoline工艺) 对甘蔗渣进行预处理，考察了乙酸脱木素过程中若干因素对预处理结果的影响，并对预处理后甘蔗渣的纤维素酶解性能进行了研究。结果表明，经过Acetoline预处理后甘蔗渣在7.5％固体含量、15 FPU+10 CBU/g固体的纤维素酶和β-葡萄糖苷酶用量下酶解48 h，酶解聚糖转化率接近80％。与稀酸预处理相比，Acetoline预处理可以得到更高的酶解聚糖转化率。实验结果表明Acetoline工艺是一种可有效提高甘蔗渣纤维素酶解性能的预处理方法。

摘要:木质纤维素高浓度还原糖水解液的获得是纤维乙醇产业化发展的方向。在发酵工业领域，分批补料法是实现这一目标的重要研究途径。本研究采用分批补料法对获得高浓度玉米秸秆酶解还原糖的条件进行了优化。以稀硫酸预处理的玉米秸秆为原料，考察了液固比、补加量与补加时间对分批补料糖化的影响。结果表明，秸秆高浓度酶解液条件的初始物料为20％ (重量/体积)，木聚糖酶220 U/g (底物)，纤维素酶6 FPU/g (底物)，果胶酶50 U/g (底物)，在24 h、48 h后分批补加8％预处理后的物料，同时添加与补料量相应的木聚糖酶20 U/g (底物)，纤维素酶2 FPU/g (底物)，72 h后，最终糖化结果与非补料法相比，还原糖浓度从48.5 g/L提高到138.5 g/L，原料的酶解率最终达到理论值的62.5％。试验结果表明补料法可以显著提高秸秆水解液还原糖浓度。

摘要:以纤维素为原料，以自制的不同硅铝比ZSM-5(38)/Al-MCM-41微-介孔复合分子筛为催化剂，在固定床反应器上进行了催化热解实验。采用XRD表征分子筛，采用GC-MS分析生物油成分，考查了催化剂的改变对生物质热解产物及生物油成分的影响。实验结果表明：添加催化剂后，生物油产率降低，且其含水率也有所增加。与未添加催化剂相比，生物油中D L-2,3-丁二醇有明显提高。其中，ZSM-5(38)/Al-MCM-41(20) 最有利于苯酚、愈创木酚 (2-甲氧基-苯酚) 的生成。此外，这几种催化剂均有利于小分子化合物的生成，其中，ZSM-5(38) 有利于C4~C5化合物的生成，微-介孔复合分子筛则有利于C6~C8化合物的生成。

摘要:采用Plackett-Burman (PB) 方法和中心组合设计 (Central composit design，CCD) 对休哈塔假丝酵母Candida shehatae HDYXHT-01利用木糖发酵生产乙醇的工艺进行优化。PB试验设计与分析结果表明：硫酸铵、磷酸二氢钾、酵母粉和接种量是影响木糖乙醇发酵的4个关键因素，以乙醇产量为响应目标，采用CCD和响应面分析法 (Response surface methodology，RSM)，确定了木糖乙醇发酵的最佳工艺为：硫酸铵1.73 g/L、磷酸二氢钾3.56 g/L、酵母粉2.62 g/L和接种量5.66％，其他发酵条件为：木糖80 g/L，MgSO4·7H2O 0.1 g/L，pH 5.0，培养温度30 ℃，装液量100 mL/250 mL，摇床转速140 r/min，发酵时间48 h，在该条件下发酵液中乙醇产量可以达到26.18 g/L，是优化前的1.15倍。

摘要:采用响应面法研究温度、乙醇浓度、质量空速对锌、锰、钴改性的HZSM-5催化乙醇脱水制备乙烯过程中乙烯收率的影响。结果表明反应温度对乙烯收率影响最大，并且各因素之间存在交互作用。用响应面方法确定乙醇脱水制备乙烯的最佳工艺条件是：温度261.3 ℃，乙醇浓度34.4％，质量空速1.18 h?1，在该条件下乙烯收率达到98.69％。

摘要:为获得黑曲霉Aspergillus niger HDF05菌株较高的β-葡萄糖苷酶酶活，对其发酵条件进行了优化。采用Plackett-Burman实验设计考察关键发酵操作参数对产酶的影响。继而采用最陡爬坡路径逼近最大响应区域，并结合中心组合实验和响应面对4个显著性因素进行分析。Plackett-Burman实验结果表明，发酵温度、装液量、麦麸和 (NH4)2SO4浓度对β-葡萄糖苷酶合成影响显著。通过响应面分析得到一元二阶方程，对方程求解得到优化的发酵过程参数：发酵温度为28 ℃，装液量为71.4 mL/250 mL，麸皮浓度为36 g/L，(NH4)2SO4浓度为5.5 g/L。采用该优化的过程参数，菌株的最大产β-葡萄糖苷酶活力可达60.06 U/mL，较优化前提高了23.9％。将黑曲霉HDF05产生的β-葡萄糖苷酶用于酸解玉米芯纤维残渣的酶解实验中，可明显降低纤维二糖的积累，48 h内可使玉米芯纤维素残渣酶解得率达到80.4％。

摘要:微生物油脂技术是缓解生物柴油规模化生产原料短缺的有效途径之一。介绍了国内外利用产油真菌生产能源微生物油脂的现状，包括拓展发酵原料、选育优良菌株、建立新型调控策略和不同培养模式以及解析油脂过量积累的分子机制；概括了微生物油脂技术产业化面临的问题及其解决方案；最后指出了能源微生物油脂研究未来发展方向。

摘要:旨在研究小球藻利用无机碳自养产油脂，考察了3种无机碳源 (Na2CO3、NaHCO3和CO2) 及其初始浓度对小球藻产油特性的影响。结果表明，小球藻能利用Na2CO3、NaHCO3和CO2产油；经Na2CO3、NaHCO3和CO2培养10 d后，随着每种无机碳源浓度的增加，小球藻产量均先增加后减少。小球藻经3种无机碳源培养后，其培养液pH值上升。最适宜的Na2CO3和NaHCO3添加量均为40 mmol/L，其生物量分别达到0.52 g/L和0.67 g/L，产油量分别达到0.19 g/L和0.22 g/L。在3种无机碳源中，CO2是最佳无机碳源，当CO2浓度为6％时，小球藻生长最快，生物量达2.42 g/L，产油量最高达0.72 g/L；当CO2浓度过低时，无机碳供应不足，油脂产量低；当CO2浓度过高时，培养液pH偏低，小球藻油脂积累受到抑制。Na2CO3和NaHCO3较CO2更有利于小球藻积累不饱和脂肪酸。

摘要:将废水与产油微藻培养结合起来，可以实现废水的无害化处理，还可为微藻的培养提供营养组分和大量水源。利用高产油栅藻，以城市生活废水为水源，在气泡柱式光反应器中，考察了添加不同营养组分对栅藻细胞的生长、生物质产量、总脂含量以及氮磷去除情况的影响。结果表明：生活废水非常适合于产油微藻的培养。利用生活废水进行微藻培养中，仅需补充添加无机氮、无机磷、柠檬酸铁铵以及微量元素。但这些营养组分的加入量对藻细胞的生长、生物量和油脂积累有重要影响。在优化的废水培养基中微藻细胞浓度可达8.0 g/L左右，远高于标准BG11培养基5.0 g/L的水平。微藻细胞对于无机氮与磷有着高的吸收能力，在废水中加入185.25 mg/L以下无机氮，16.1 mg/L以下无机磷的条件下培养3~4 d后，培养液水体中未检测到有氮磷残留。由此表明利用城市生活废水培养含油微藻可以在获得微藻油脂产品的同时实现水体的氮磷无害化处理。

摘要:对皮状丝孢酵母B3以木薯淀粉水解液为碳源发酵生产微生物油脂培养条件进行了优化，并在2 L发酵罐中对菌体生长和油脂积累进行了考察。摇瓶实验表明，木薯淀粉水解液的浓度高于90 g/L时不利于菌体的生长和油脂积累，皮状丝孢酵母B3发酵生产微生物油脂的最适氮源及其浓度、最适C/N比和pH分别为酵母提取物3.0 g/L、116、6.0，在此条件下培养144 h菌体生物量、油脂产量和油脂含量分别达到15.2 g/L、6.22 g/L和40.9％；在2 L发酵罐中分批发酵44 h后菌体生物量、油脂产量和油脂含量分别达28.7 g/L、12.27 g/L和42.8％。以皮状丝孢酵母B3所产油脂制备生物柴油，其主要组成包括棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯等，且理化特性符合相关国家标准，可作为一种有潜力的化石燃料替代品。

摘要:采用新型常压室温等离子体射流诱变产油酵母，结合快速突变产油酵母操作条件及基于96孔板的高通量筛选手段，获得了一系列增殖速度和产油量发生变化的突变株。在等离子体对菌株致死率为99％的条件下获得的以突变株增殖速度为指标的正突变率达到27.2％。用含酵母粉 (10 g/L)、蛋白胨 (10 g/L) 及葡萄糖 (20 g/L) 的酵母膏胨葡萄糖培养基进行发酵实验表明，筛选得到的高产突变体产油量从对照株的1.87％ (W/W) 增加到4.07％ (W/W)。

摘要:为提高微生物油脂产率，降低其生产成本，以转座标签mTn-lacZ/leu2插入突变发酵性丝孢酵母2.1368-Leu?筛选高效产油突变株。利用LacZ显色反应、脂肪酸合成酶抑制剂Cerulenin和磷酸香草醛反应，最终在玉米秸秆糖化液中筛选出一株高效产油突变株2.1368-Leu?-7。结果表明其油脂含量为38.30％，比对照的29.33％高了8.97％，而其产油率为8.35％，比对照的6.92％提高了20.63％；在玉米秸秆糖化液中的糖利用率为77％，每100 g玉米秸秆可转化油脂8.32 g。可为未来生物柴油产业提供了廉价原料。

摘要:为探讨热裂解条件对熔盐中生物质热裂解制生物油的影响，在自行设计的反应器中，以摩尔比为7∶6的ZnCl2-KCl混合熔盐作为热裂解的热载体、催化剂和分散剂，考察了500 ℃时添加的金属盐和生物质原料的影响，并采用气相色谱-质谱仪 (GC-MS) 对生物油的主要组成进行了分析。结果表明：添加的金属盐显著影响热裂解产物得率，稀土金属盐显著提高生物油得率，降低生物油的含水率，添加摩尔分数为5.0％ LaCl3时生物油得率为32.0％，含水率为61.5％；水稻秸秆热裂解的生物油和焦炭得率较高，稻壳热裂解的气体得率较高；金属添加盐对生物油组成有较强的选择性，LiCl和FeCl2对生物质向小分子裂解具有较强的催化作用，而CrCl3、CaCl2和LaCl3对生物油二次裂解具有抑制作用。研究结果为熔盐热裂解生物质制生物油提供了参考。

摘要:为了将剩余污泥中的蛋白质成分进行资源化利用，采用热碱解法进行处理，并尝试将处理后得到的上清液作为氮源培养圆红冬孢酵母用于微生物油脂的合成。结果表明，pH 13下处理5 h的条件对于污泥减量以及含氮物质析出最为有效，而污泥在pH 10处理5 h时得到的上清液则相对更适于酵母培养。在剩余污泥中添加NaOH调节初始pH为10，在60 ℃下处理5 h后中和体系pH值至7，得到的上清液经微孔膜过滤后用于配制限氮培养基可以使菌体生长良好，并且细胞内油脂含量达35％。

摘要:对5株克雷伯氏肺炎杆菌 (包括两株乳酸途径被敲除的工程菌株) 发酵生产2,3-丁二醇能力进行了比较，其中K. pneumonia HR521 LDH (乳酸合成途径中ldhA基因被敲除) 具有最佳的发酵性能。通过正交试验优化了其发酵培养基的主要组分，优化后的培养基组成为：葡萄糖 90 g/L，(NH4)2HPO4 3 g/L，玉米浆 (CLSP) 6 g/L，乙酸钠 5 g/L，KCl 0.4 g/L，MgSO4 0.1 g/L，FeSO4·7H2O 0.02 g/L，MnSO4 0.01 g/L。在优化后的发酵培养基中进行摇瓶发酵，24 h发酵乙偶姻和2,3-丁二醇的终浓度为37.46 g/L，比未优化前增加了10 g/L，2,3-丁二醇得率达到了理论得率的90.53％，生产强度1.56 g/(L·h)，检测不到副产物乳酸的生成，利于后提取工艺的进行和工业生产的应用。

摘要:1,3-丙二醇是一种重要的化工原料，以甘油或葡萄糖为原料发酵法制备1,3-丙二醇具有原料可再生、反应条件温和等优点，是近年来国内外的研究热点。由微生物发酵获得的1,3-丙二醇发酵液是含多种强极性的醇及盐类的稀溶液，这使得采用传统的分离方法难以经济、有效地的将1,3-丙二醇从发酵液中纯化出来，后提取过程成为发酵法工业化生产1,3-丙二醇的瓶颈。1,3-丙二醇后提取过程主要包括微生物菌体等高分子物质的去除，盐的去除、回收，有机物的纯化和水的去除。以下对应用于以上分离过程的技术的研究进展进行讨论，提出在该领域应该重视的发展方向。

摘要:定量化系统分析模型是生物燃料潜力预测、影响分析及制定技术路线图和政策目标的重要工具。生物燃料供应链涉及很多行业，需要进行基于农 (林) 业、能源、经济和环境等多学科领域的综合分析。以下从生物燃料系统分析所需解决的问题出发，梳理了国内外生物燃料系统分析的一般方法，重点对农 (林) 业系统模型、能源系统模型、综合评价模型、微观成本、能耗和排放分析模型以及生物燃料专项宏观分析模型的主要优缺点和适用性进行了分析，给出了相应的应用实例，并强调根据特定的研究问题，选择具有不同适用性的模型和研究路线。有助于研究人员和政策制定者更好地了解生物燃料系统分析方法，也为我国学术研究机构建立生物燃料分析模型提供了参考。

摘要:生物燃料的国家标准规定了产品的技术指标和相应的检测方法。水的饱和辛醇溶液的水分标准物质，用于生物燃料水分测量时仪器的校准和方法的验证，能够保障测量结果的准确可靠和等效一致。该标准物质采用卡尔·费休库仑法、卡尔·费休容量法和定量核磁共振等三种不同原理的方法定值。通过方法研究和改进，实现了库仑法和容量法的一致；通过引入新的核磁共振方法，提高了结果的准确性。最终标准物质的水分量值为4.76％，扩展不确定度为0.09％。

摘要:生命周期评价是目前分析产品或工艺的环境负荷唯一标准化工具，利用其生命周期分析方法可以有效地研究纤维素乙醇生命周期能耗与温室气体排放问题。为了定量解释以玉米秸秆为原料的纤维素乙醇的节能和温室气体减排潜力，利用生命周期分析方法对以稀酸预处理、酶水解法生产的玉米秸秆基乙醇进行了生命周期能耗与温室气体排放分析，以汽车行驶1 km为功能单位。结果表明：与汽油相比，纤维素乙醇E100 (100％乙醇) 和E10 (乙醇和汽油体积比=1∶9) 生命周期化石能耗分别减少79.63％和6.25％，温室气体排放分别减少53.98％和6.69％；生物质阶段化石能耗占到总化石能耗68.3％，其中氮肥和柴油的生命周期能耗贡献最大，分别占到生物质阶段的45.78％和33.26％；工厂电力生产过程的生命周期温室气体排放最多，占净温室气体排放量的42.06％，提升技术减少排放是降低净排放的有效措施。