纤维原料生产乙醇的研究进展

合集下载

纤维素质原料生产乙醇的研究现状

2010年第4期0引言随着人们对环境问题认识的加深，以及对所面临能源危机现状的忧虑，清洁、可再生的新能源———生物乙醇，受到了越来越多的关注。

以植物生物质为原料，生产生物乙醇已成为主要的研究方向，它满足了绿色环保、可持续发展的要求。

植物生物质主要包括：木材、农作物秸秆、林业加工废料和废弃纸品等[1]。

利用纤维素质原料生产生物乙醇具有以下优势：清洁环保，不污染环境；生产成本低；原料来源广，且可再生。

木质纤维原料是地球上最丰富、最廉价的可再生资源[17]，全世界每年通过光合作用产生的木质纤维生物质高达1000×108t ，其中89%尚未被人类利用[32]。

我国是一个农业大国，各类农作物纤维质资源十分丰富，仅秸秆一项每年的产量就达7×108t 以上，其中玉米秸（35%）、小麦秸（21%）和稻草（19%）是我国的三大秸秆资源，林业副产品、城市垃圾和工业废物的数量也很可观，这些资源一直没有得到合理开发利用[31]，由于秸秆燃烧的能量利用率低，被当作燃料直接燃烧，也造成了资源严重浪费。

综合利用纤维素质原料受到了各国政府以及世界环保组织的热切关注，特别是环境问题越来越突出的现实，也让人们看到了利用纤维素质原料生产生物乙醇的巨大潜力。

1原料的主要组成纤维素质物质的主要成分为：纤维素、半纤维素、木质素等，不同原料中各成分的含量不同。

生物质中各类纤维素含量见表1[2-3]。

纤维素是β-D 葡萄糖基1,4-糖苷键联结而成的线性高分子化合物。

据戈林（J.Go ring ）等人研究，在纤维素细胞的次生壁中，微细纤维、木质素、半纤维素3种组分均呈不连续的层状结构，彼此粘结又互相间断。

微细纤维是构成细胞壁的骨架，木质素、半纤维素则是微细纤维之间的填充剂和黏结剂。

纤维素收稿日期：2009-12-05基金项目：河南省杰出人才创新基金资助项目（0621000900）。

作者简介：王罗琳（1985-），女，河南人，在读硕士，研究方向：生物质乙醇发酵。

乙醇的生产及应用研究进展

乙醇的生产及应用研究进展乙醇是具有燃烧完全、效率高、用途广等特点的可再生能源。

本文简要综述了生产乙醇的几种新技术，主要包括以玉米、小麦等为原料的淀粉类技术、以甘蔗、甜菜等为原料的糖蜜类技术及以农、林废弃物等为原料的纤维素类技术；较详细地阐述了乙醇在医药、食物、燃料、饮料、化工等领域的应用研究。

最后，展望了乙醇的应用发展前景。

标签：乙醇生产应用进展面对化学能源短缺以及使用化学燃料导致的大气污染、酸雨、温室效应等一系列环境问题，人类已着手开发用包括核能、风能、太阳能、氢能、生物质能源在内的各种绿色替代能源。

在生物质能源中，作为替代性再生能源之一的乙醇，具有燃烧完全、效率高、无污染等特点，因此具有巨大的发展潜力。

世界重要经济体近30 年来大力发展燃料乙醇，美国、巴西走在世界前列，两国燃料乙醇产量占世界的69%以上。

现阶段我国生产燃料乙醇的原料以玉米为主（占50%以上），其次是薯类（占23%），其余是高粱、小麦、糖蜜等。

乙醇除了做燃料，还有许多其它用处，如：作为有机合成的原料；各种化合物结晶的溶剂；洗涤剂；萃取剂；食用酒精可以勾兑白酒；用作粘合剂；硝基喷漆、清漆、化妆品、油墨、脱漆剂等的溶剂以及农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料；还可以做防冻剂、消毒剂等。

一、乙醇的生产技术1.淀粉类技术—玉米乙醇技术美国具有比较成熟的由玉米制备乙醇的技术，主要有两种传统方法，一是湿法碾磨。

美国约40%的乙醇用湿法碾磨生产。

将玉米浸泡在具有二氧化硫的水中24h至36h，使籽粒能分离（Separate）成为四个组成部分：胚、蛋白质、纤维质和淀粉。

分离反应出现后，淀粉就发酵成乙醇，而剩下的三种组分则作为诸如玉米面筋粉和玉米面筋饲料等副产品出售。

这些都是被看作比较值钱的副产品。

二是干法粉碎。

干法粉碎总共约占美国乙醇生产的70%。

加工随着玉米被精细碾磨并被烧煮开始，淀粉被发酵并转化为乙醇，而玉米的三个不能发酵的部分（蛋白质、纤维质和脂肪）则被运送经过这个过程，并作为一种称作带可溶物的干酒糟（distillers dried grains with solubles）DDGS的饲料产品，在结束时回收。

纤维素质原料生产乙醇的研究现状

Ａｂｔｃ：Ｗｉｈｒｗｎｈｒｇｆｏｌｔｅｕｅｏｅｅａｌｅｏｒｅｏｐｏｕｅｂｏｅｈｎｌｗａｏｌｎｒｓａｔｒｔｔｅｇｏｉｇｓｏｔｅｏｉ，ｈｓｆｒｎｗｂｅｒｓｕｃｓｔｒｄｃｉ — ｔａｏｓｇｔｍｏｅａｄｍｏｅｈａ
ｍａｅｉｓＳａｅｗｓｅｔｒｉｇｗａｔｔｅｕｅａｄａｓｅｂｎｆｓｏｗｔｒｓｒｘｍｉｅ．ｈｂｒｍａｅｉｓｔｒＯｔｔｈａｔｎｎｓｅｉｏｔａｒ，ｎｏｔｅｅｔｆａｍａｅｉｅｍａｉｚｄＴｅｆｅｔｒａｌａｈｔｕｎｒｓｌｈｉｒｌａｗｅｉｌｗｅｅｔｒｅｎｏｘｌｓ，ｇｕｏｅａａｉｏｅａｄｏｈｒｆｒｎａｌｕａｓｗｉｈａｉｔｙｆｈｄｏｙｉ．Ｔｅｈｄｏｙｉｒｕｎｄｉｔｙｏｅｌｃｓ，ｒｂｎｓｎｔｅｅｍｅｔｅｓｇｒｔｔｅｖｒｅｙｗａｓｏｙｒｌｓｓｈｙｒｌｓｓｂｈｐｏｕｔｏａｂｈｄａｅｃｎｂｓｄｔｒｄｃｅｂｎｅｈｎｌｙｔｅｗｉｔａｎｏａｔｒｒｙａｔｍｉｒ — ｒａｉ．ｔｒｒｄｃｓｆｃｒｏｙｒｔａｅｕｅｏｐｏｕｅｔｉ－ｔａｏｌｓｉｆｃｅｉｏｅｓｈｂｈｄｒｂａｃｏｏｇｎｓｍｓＡｆｅａｃｒｉｔｉｆｅｏｉｃｔｎｈｄｏｙａｅｗｌｂｏｄｃｖｅｇｏａｎｔａｏｒｄｃｉｎｒｔｓｅｔｎｓｒｎｏｔｘｆａｉｙｒｌｚｔｉｅｃｎｕｉｅｔｔ￣ｈａｄｅｈｌｏｕｔａｅ．ａａｄｉｏｌｏｈｒｎｐｏＫｅｏｄ．ｃｌｌｓｔｒａｓｆｒｅｔｔｎｂｏｅｈｎｌｙｗｒｓｅｌｏｉｍａｅｌ；ｅｕｃｉｍｎａｉ；ｉ — ｔａｏｏ

用木质纤维素原料生产燃料乙醇预处理工艺研究进展

［关键词］燃料乙醇；本质纤维素；预处理
［图分类号】Ｑ中Ｔ
ｆ文献标识码】Ａ
［文章编号】Ｏ７１６（０００－０８０ｌ０－８５２１）３０１－３
ＲｅｅｒｈＰｒｇｅｓｉｅｒａｍｅｔｏｓａｃｏｒｓｎＰｒｔｅｔｎｆＬｉｎｏｅｌｌｓｃＭａｅｉｌｏｅｈｎｏｏｇｃｌｕｏｉｔｒａｓｆｒＦｕｌＥｔａｌＰｒｄｕｃｉｎｔｏ
ｗａｌｏｐｅｉｗｅｓｓｒｖｅｄａＫｅｗｏｄ：ｅｔａｏ；ｌｎｃｌｕｏｅｐｅｒａｍｅｔｙｒｓｆ１ｈｕｅｎｌｉｏｅｌｌｓ；ｒｔｅｔｎｇ
世界经济发展对能源需求的持续增长和日益严峻的环境问题迫使人们寻求可再生能源，燃料乙醇就是其中一种重要的可再生能源。目前有很多国家在研究以木质纤维素资源为原料生产燃料乙醇。木质纤维素的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，木素的存在阻碍了纤维素对酶的可及性＿。因此，要ｌＪ充分利用木质纤维素类资源必须先对其进行有效的预处理。０２世纪９０年代初，国内外学者开始对木质纤维素的预处理进行研究Ｊ。目前，木质纤维素的预处理方法大致可分为物理法、化学法、物理化学法以及生物法。
度和预处理时问对液态热水法预处理效果的影响非常显著，随着热水温度的提高和预处理时间的延长，半纤维素的溶解程度相应增加，并且增加理是最早被研究也是研究得最深入的化学法之一。稀硫酸是应用最广泛的预处理方法，此外硝 “、盐酸、ｊ磷酸¨ 也被用于木质纤维素预处理。Ｚａ等¨ ｈｏ采用稀硫酸对ｃｏｏ茎进行预处理研究，结果表明，将其在１％Ｈ２Ｏ４ｒｆｎｌＳ，８：液固比，１０ ℃条件下处理１０ｍｉ，４ｌ２２ｎ６％的物质被溶解，还原糖浓度达３．２８９％，纤维素含量提高到６．４％。Ｓｎ１１ｕ等采用稀硫酸处理黑麦杆，结果表明，随着硫酸浓度的提高和反应时间的延长，半纤维素的溶解程度显著增加。在０％．９ＨＳ４０ｍｉ２Ｏ，９ｎ或１．２％ＨＳ４０ｍｉ２Ｏ，６ｎ条件下处理黑麦杆，超过５％的半纤维素被溶解。计红果等… ．Ｏ在０８％硫酸水溶液中加入适量硫酸铁对玉米秸秆粉于８～１０ ℃搅拌、Ｏ０蒸煮回流预处理。当底物／溶液比为１：５／铁盐浓度为１ｍｏＬ１ｍＬ，ｇ．０ｍＦ、处理４ｈ时效果较好，纤维素转化率可由４．％提高到５＿％，６９３１酶水解初始速率由１．ｍｇ（ｈ提高至１．ｍｇ（ｈ。龚大５０／ｇ．）７９／ｇ．）春等研究表明，酸法一法结合处理小麦桔杆的最优条件为酶在８０℃、４％（体积分数）的稀硫酸、固液比为１：５２的条件下水解４ｈ，再在５Ｏ℃、ｐ．Ｈ５、酶量２Ｐｇｌ２５Ａ．－Ｆ干物质、０１．ｍｇＭｇＯ下水解１，葡萄糖得率为３．％，比未经酸处理直接Ｓ２ｈ４５酶解葡萄糖的得率提高５％。０稀酸处理法可以有效地提高纤维素水解效率，但处理后一部分糖转化成有毒的脱氢化合物，对微生物具有不同程度的毒性，并且下游酶水解和发酵时必须进行中和处理。２２碱法－

纤维素类物质生产乙醇研究进展

ｒｒｌｃｎｏｕａｅｏｍ￣Ｔｈｅｅｌｐｅｔｆｆｌｌｏｌｄｖｅｏｍｎｏｕｅａｃｈｏｗａｓｕｄｅｓｔｉｄ，ｖｒｏｐｏｅｓｓｏｒｉｏｅｌｌｓａｉｕｓｒｃｓｅｆｌｎｇｃｌｕｏｅｐｅｒａｍｅ，ａｃａｉｃｔｏｎ，ｎｅｍｅｔｔｏｒｒｄｅｒｔｅｔｎｔｓｃｈｒｆａｉａｄｆｒｎａｉｎｗｅｅｉｏｕｃｄ．ｉｎｔＫｅｏｄｓｌｇｏｅｌｅ；ｌｏｈｌｓｃｈｒｆａｉｎ；ｅｅｔｔｏｙＷｒ：ｉｃｌｎｕｓａｃｏ；ａｃａｉｉｔＯｆｒｎａｉｎｃｍ
１８９０年日本开始制定生物质燃料化７年研究开
发计划，投入经费总额达２０日元，中技术开发费６亿其
用达１４亿日元。日本工业技术研究院微生物工业２研究所从１７９９年起，始进行稻草、开废木材能源化研究，目的是降低成本、进行工业化生产，现酒精发酵技
个省试点生物转化燃料乙醇生产。０５２０年颜涌捷教
利用纤维素类物质生产燃料乙醇仅有３０多年历史。１国内外研究纤维素类物质生产乙醇现状由于石油危机屡屡发生，近年来，以纤维素类物质为原料生产乙醇各种研究十分活跃。美国、日本、巴
为用途广阔能源物质，将能有效缓解能源问题。国内
外对纤维素类物质开发利川研究已有６０多年，但研究
１７９６年，巴西为减少对石油依赖，定“ 制生物能源计划 ” 用甘蔗汁直接生产乙醇作汽车燃料。巴西 “ ，乙醇汽油计划”对２０世纪８年代中期世界燃料乙醇发０展起到巨大推动作用。目前，巴西乙醇年产量达１０，００万ｔ几乎全部作为汽车燃料使用。英、、，法印度等国也都在计划生产燃料乙醇。总之，国外以纤维质为原料生产乙醇逐步走向技术成熟和工业化生产阶段。我国对以纤维质为原料生产乙醇研究起步较晚，工艺条件研究尚不成熟。中国科学院１８９０年在广州召开“ 全国纤维素化学学术会议 ”把开发利用纤维素资，源作为动力燃料提到议事日程。２０年，我国已有３０１

纤维素乙醇产业现状及关键过程技术难点

纤维素乙醇家产现状及重点过程技术难点公司，2012 年，龙力生物成立了当时中国最大的纤维素乙醇厂，最多可年产 5 万 t 酒精，但遗憾的是该装置目前也处于停运状态。

其余国内在建或已经成立的纤维素乙醇项目也都处于停产状态或许从未动工，河南天冠公司在南阳成立的 3 万 t/a 醇电联产项目自建成以来从未运转，其余几家与外国公司合资成立的工厂也没有动工。

2纤维素乙醇重点过程技术难点2.1 纤维素乙醇重点过程用木质纤维素原料生产乙醇，主假如利用木质纤维素经过预办理产生半纤维素和纤维素，后酶解产生可发酵糖发酵生产乙醇，而后通过必定的分别提纯手段获取合格产品。

纤维素乙醇生产工艺主要包含原料收储运、原料预办理、酶解、水解糖发酵、乙醇产品脱水精制和污水办理几个单元，主流工艺流程简图如图 3 所示。

2.2 重点过程技术难点2.2.1 原料根源不稳固目前用于乙醇生产的木质纤维素主要根源于农作物秸秆，但秸秆种类众多、性状不一，散布分别，收获拥有季节性，所以秸秆的采集、储藏和运输花费约占乙醇生产成本的三分之一。

且秸秆易燃易潮易发霉，长久储藏需要做好防雨、防潮、防火和防雷等设备建设，平时还需要进行必需的保护和管理。

所以秸秆收、储、运是秸秆大规模能源化利用的一大瓶颈，建立合理的秸秆收储运系统对纤维素燃料乙醇连续化生产至关重要。

2.2.2 预办理工艺复杂，收率低预办理过程相当于整个纤维素乙醇生产的龙头单元，预办理技术不单对其过程自己有影响，还几乎间接控制着其余所有操作过程，高水平的预办理技术能够降低昂贵酶制剂的用量，减少酶克制物和酵母克制物的生成，提升酶解速率和发酵水平。

但木质纤维素生物构造密切复杂，拥有激烈的抗降解性，需要经过特别物理化学方法办理来将木质纤维素的构造翻开，降低聚合度和结晶度，增添物料的比表面积。

一般的预办理方式有化学法，物理法、生物法及物理化学联合法等。

但单调的方法成本很高且办理成效不好，仅有物理化学联合法办理成效较好且经济可行，是目前使用许多的预办理方法，主要物理化学法有研磨后酸碱分解、稀酸 / 碱蒸汽爆破、亚硫酸盐蒸煮法等。

利用纤维素原料生产燃料酒精的研究进展

利用纤维素原料生产燃料酒精的研究进展
冯南
（中粮生化能源（肇东）有限公司，黑龙江肇东１５ｌ１００）摘要：随着全球经济的快速发展，不可再生资源越来越少，粮食危机、能源危机以及环境危机都也都随之到来，如何开发出可持续性利用的可再生资源已经成为各国竞相研究的重要项目，人们生活于大自然，立足于大自然， “ 衣食住行” 都离不开大自然的馈赠，纤维素是由类似于多葡萄糖分子组成的大分子多糖，麻、麦秸、稻草、甘蔗渣等都是它的来源，利用纤维素类物质生产燃料酒精作为一种新兴的环保的可持续型开发利用的新技术，在很多国家都已经开始着手进行，就此文章探讨了纤维素原料是如何生产燃料酒精的过程，分析比较了纤维素生产燃料酒精技术中预处理、水解、发酵等非常重要的环节的技术特点，最终展望了纤维素原料生产酒精的前景。关键词：可再生资源；纤维素；燃料酒精；前景我国作为一个能源大国，能源蕴藏和生产量居于世界前列，但地水解纤维素，但是酸性具有腐蚀性，在使用过程中对人体的身心同时也是世界第二大能源消费国，经济的快速发展，使得我国对能健康产生不利影响；碱水解法使用热或者冷的碱液（Ｎａ０Ｈ），使纤维源的需求量急剧增加，除了对居于主导地位煤炭能源的开发利用素原料膨胀，增加纤维素内表面积、减少结晶度、最终使木质素和糖外，石油的使用量也在逐年提升。石油是不可再生资源，工农业以及得到有效的分离。２．３．物理化学预处理。物理化学预处理的方法是结合了两种方人们的日常生活出行等都离不开石油，对于石油的依赖性使得很多国家竞相抢购石油，国际上也时常发生两国之间争夺石油资源的矛法的长处又有效地弥补了两种方法的短处。常用的物理化学方法是盾，所以寻找新的可持续性的、环保的能源代替不可再生资源具有蒸汽爆裂法。这种方法是将片状的纤维素原材料放置于高压蒸汽重要的现实意义。纤维素作为世界上最为丰富的可再生资源，存在中，然后迅速降低高压蒸汽中的压力，原料由于压力差的骤变使其在进行汽爆的过程中可以适量加入Ｈ：ＳＯ和ＣＯ，于自然界一切植物中，现如今对于纤维素的开发和利用仅仅只局限爆炸并得到分解，于于造纸、纺织、建筑、饲料等行业，纤维素的利用率不高，很大一部有效促进酶水解的发生。分都白白地浪费掉。在研发新型能源的过程中，发现利用植物中的３纤维素发酵方法纤维素，经过一系列工艺加工后，最终能够生产出燃料酒精的工艺纤维素发酵成为乙醇的方法有多种，以下将介绍几种常见的方技术。法。１纤维素燃料酒精国内外发展现状３．１直接发酵法。直接发酵法是使用最为原始的方法，其不对纤这美国作为一个能源蕴含丰富的发达国家，对纤维素原料制取乙维素原料进行酸解或者酶解，而是以纤维素原料进行直接发酵，醇技术开发较早，政府也积极鼓励和支持燃料酒精的使用的生产，种工艺方法成本低廉，操作简便，但是产出率不高。加大对生产燃料酒精的投入；日本作为一个自然资源严重匮乏的发３．２水解发酵二段法。这种方法是先将纤维素酶糖化，然后再发值得注意的是水解发酵二段法在使用的达国家，严重依赖于对外来资源的进口，可再生能源的开发和利用酵成为酒精的方法。但是，故而在该国显得尤为重要，所以日本在很多专门的科研机构、大学第一阶段中，降解的纤维素原料产生的葡萄糖和木糖会对纤维素酶都开设了相关的专题研究，建立起了较为完善的与纤维素燃料息息产生抑制的作用，在第二阶段，酒精发酵的末端产物会抑制酶的活相关的研发体系；我国是世界上第三大酒精生产国，仅次于巴西和性，综合两者因素都会降低最终的酒精产出。美国。基于人口基数庞大、劳动力廉价以及自然资源丰富的现状，我３．３同步糖化发酵。同步糖化发酵法的使用是把发酵菌加入酶国在纤维素生产燃料酒精上具有更大的优势，但是由于我国关于纤水解糖化纤维素容器中，进而使得在糖化作用下产生的葡萄糖和纤维素生产燃料酒精工艺技巧的研发起步较晚，在酶生产工艺、戊糖维二糖转化成乙醇，这种方法有效地去除了产物的抑制，节约了生发酵菌株等方面还没有取得实质性的突破，所以我国应该加大对纤产时间，提高了生产效率。３．４非等温同步糖化发酵法。经过大量的研究表明，纤维素酶糖维素生产燃料酒精的投入力度，促进我国经济的可持续性发展＿ｌｌ。２纤维素的预处理化的最适宜的温度是５０ ℃左右，对于酵母发酵温度则应该控制在用纤维素原料生产燃料酒精要经过一系列复杂的过程，纤维素３０ — ３８￣Ｃ之间。使用非等温同步糖化发酵法，通过热交换器的热量传能够很好地实现对这两个过程温度的控制，最大限度地减少反的组成成分复杂稳定，如若对其直接进行酶水解时，纤维素电解成递，糖的百分率只有１０％一２０％左右，所以，为了提高纤维素的水解率，应体系能量的损失，使用这种方法可以节约纤维素酶３０％一４０％，最对纤维素的预处理在整个燃料酒精生产过程中的作用显得尤为重终在乙醇的产出率方面也有较大的提升［４１。

纤维素乙醇的研究进展

糖酶中，表达在里氏木酶中，现在纤维素的糖化过程发
通过自水解作用转变成单糖和寡糖，部分木质素的』芳争
醚键断裂且发生部分缩合作用。由于化学方法涉及浓酸、浓碱，对生物质的主要成分会有不同的影响另外，技术经济分析对主要的预处理方法进行原料成本评价和性能评价对工业化工艺的选择至关重要。】
利用基因工程方法可改善纤维素酶的性能、低降
糖化生物质底物所需的酶量。对于纤维素酶工程菌最
上产量最大的可再生资源，括林木、作物秸秆、包农农
副产品加工下脚料等，自然生态系统的能量流与物在
初的目标是纤维二糖酶，它们在天然纤维素酶系中一般占６～８。ＴｅｅＯＯｔｒ等［利用定点突变、向饱７】定
和突变、ＣＰＲ扩增和ＤＮＡ分子进化，产生了里氏木酶
质循环流中有重要地位，开发以木质纤维素为原料制
性和热活性。重组菌的综合性能超过母本，于预处用理后的玉米秸秆的水解。Ｄ叼也利用定点突变，ａ得
到新的Ｈｙｏｒａｅｏｅａ纤维二糖酶ＣｌＡ（Ｂ）ｐｃｅｊｃｒｎｅ７ＣＨ１变种，几个突变株表达在里氏木酶中显示出好的热稳
２世纪所面临的能源、１资源、环境等危机，已成为
进一步降低酶制剂的成本。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

单体以Ｂ１４糖苷键连接的直链多糖，个分子平行一— 一多
紧密排列成丝状不溶性微小纤维。在工业上，维素纤经酸解或酶解预处理后，放出的葡萄糖可进入乙醇释
预处理的方法主要有物理法（械粉碎法、温分机高
维普资讯
２０年０６
・
第３期
《黑
龙
江
造
纸》
论文与综述・
纤维原料生产乙醇的研究进展
牟洪燕。梦华秦
（东轻工业学院制浆造纸工程省级重点学科，东济南２００）山山５１０
［要］目前能源短缺问题已成为亟待解决的问题，统论述了近几年来木质纤维用于生产一种可替代摘系石油产品的能源 — — 乙醇方面的研究进展，研究由于具有经济和环保意义得到广泛关注。其［键词］生物转化；醇；解；质纤维素原料关乙水木
工艺（ｉｕａａｃｕａｃａｉｃｔｏｎｒｅｔ — ＳｍｌｔｎｏｓＳｃｈｒｆａｉｎａｄＦｅｍｎａｉ
将由现在的每年２０亿桶下降到５亿桶［。全世界５Ｏ１］
面临着严重的能源危机，种形势之下，切需要开发这迫
新的可替代能源，年来这方面的研究引起科学家们近
广泛的兴趣。
早在２０世纪７Ｏ年代，美国，醇已经被广泛地在乙作为特殊的石油替代品。自然界中，弃木质纤维原废
料比如农林废弃物、、末和木片等都是潜在的生产草锯
ｔｏＳＦ）微生物直接转化工艺（ｒｃｉｒｂａｌｎ，Ｓ、ＤｉｔＭｃｏｉｌｅＣｏｖｒｉｎ，ｎｅｓｏＤＭＣ）６。由纤维原料制取酒精的一般流［］
程如图１所示［。
酸
乙醇的可再生性资源Ｌ。每年大约形成８６亿吨植２］６６物有机物，自然界分布最广、量最高、格低廉，是含价而
目前纤维素生产乙醇的糖化发酵工艺一般可以归纳为４种：水解后发酵工艺（ｉｙｒｌｓｓａｄ酸ＡｃｄＨｄｏｙｉｎＦｅｍｅｔｔｏＡＨＦ）两步水解一发酵工艺（ｅａａｅｒｎａｉｎ，、ＳｐｒｔＨｙｒｌｓｓａｄＦｒｎａｉｎ，ｄｏｙｉｎｅｍｅｔｔｏＳＨＦ）、同时糖化发酵
解法）物理化学法（汽爆破法、法纤维爆破即、蒸氨ＡＦＥＸ、ＣＯｚ破法）化学法（氧分解、水解、水爆、臭酸碱解、化脱木素、机溶剂法）生物法。氧有和１］
源如果能够得到合理利用，其转化为可替代石油的将燃料是一种颇有前途的能源技术。本文主要综述了利
用纤维原料，过生物技术生产乙醇的研究进展状况。通
１利用木质纤维原料生产乙醇
纤维素的结晶度，除木素障碍和降低纤维素的聚合解
度，样能够增加原料的外表面积，高纤维素与水解这提
１１利用木质纤维素生产乙醇．纤维素是一种有１０１００～００个Ｄ－Ｉ喃型葡萄糖－，￣
又未得到充分利用的可再生资源Ｌ］这些可再生性资３， “
Ｉ
图１
’
纤原维料——Ｉ处 —－Ｉ解化—— 酒精酵—－洒预理ｌ水糖Ｉｌ发Ｉ精
１１１木质纤维原料的预处理．．纤维素在糖化、酵前须进行预处理，的是降低发目
催化剂的可接合性。因此，处理必须满足下列要预求Ｃ：进糖的形成，者提高后续酶水解形成糖的能７促］或力；免碳水化合物的降解或损失；免副产物形成阻避避
碍后续水解和发酵过程；成本效益。有
发酵途径。半纤维素是由多种多糖分子组成的支链聚合物，同来源的半纤维素其单糖的组成各异。经测不算，质纤维素原料中半纤维素组分的有效利用有可木能使乙醇燃料的生产成本降低２，显然应当归功５这
目前，界工业化的发展，得能源的需求量也急世使处理脱除木素和半纤维素、维素酶的优化、化发酵纤糖
法。
剧增加，源的短缺问题日益加剧。石油能源作为主能
要的能源供给，科学家们预测到２５年原油的生产据００