玉米秸秆生产燃料乙醇技术

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燃料乙醇生产的工艺流程

燃料乙醇生产的工艺流程

燃料乙醇生产的工艺流程燃料乙醇是一种能源资源丰富、环保、可再生的生物能源,其生产工艺流程包括生物质原料处理、糖化、发酵、蒸馏等多个环节。

下面我们将逐步介绍燃料乙醇的生产工艺流程。

第一阶段:生物质原料处理生物质原料主要包括玉米、甘蔗、木材、秸秆等。

在生产过程中,首先需要将生物质原料进行破碎、研磨处理,以增加原料与水的接触面积,有利于后续的糖化和发酵。

随后对原料进行蒸煮处理,以破坏纤维素结构,使得纤维素和半纤维素变得更易被酶解成糖类物质。

第二阶段:糖化糖化是将原料中的淀粉或纤维素水解成糖类物质的过程。

将蒸煮处理后的原料加入水中,然后添加酶类催化剂,通过恒温发酵,使得淀粉转变成葡萄糖,纤维素转变成木糖和半乳糖等,这些糖类物质是后续发酵的主要碳源。

第三阶段:发酵在糖化过程中得到的糖类物质要进一步进行发酵,将糖类物质中的葡萄糖转变成乙醇和二氧化碳。

发酵一般使用酵母菌进行,通过向糖类物质中添加适量的酵母菌和其他营养物质,发酵温度和pH值的控制,使得乙醇逐渐积累并达到理想的浓度。

第四阶段:蒸馏发酵后得到的发酵液要通过蒸馏过程进行乙醇的提纯。

首先通过蒸馏设备将发酵液中的乙醇分离出来,随后经过精馏等处理,将乙醇的纯度提高到工业标准。

在蒸馏过程中还会产生一定量的醛类和杂醇物质,需要进行分离和脱除,以确保乙醇的纯度。

第五阶段:除水处理生产的燃料乙醇中会有一定量的水分,需要通过脱水处理使得乙醇的含水量降至工业标准以下,一般采用分子筛吸附或气相或蒸馏等方法进行脱水处理。

第六阶段:添加剂处理最后一步是对乙醇进行添加剂处理,这包括添加防腐剂、防结霜剂、色素等,以提高乙醇的稳定性和适用性,保持产品的质量和使用寿命。

通过以上几个阶段的工艺流程,原料中的糖类物质被转化为燃料乙醇,成为一种环保、可再生的生物能源,其生产工艺流程相对复杂,需要控制好各个环节的操作条件和原料质量,以便生产出高质量的乙醇产品。

同时,通过改良工艺流程,优化生产设备,采用新型酶类和菌种等,还可以提高乙醇的产率和降低生产成本,促进生物燃料乙醇产业的可持续发展。

燃料乙醇技术讲座(二)燃料乙醇的生产方法

燃料乙醇技术讲座(二)燃料乙醇的生产方法

燃料乙醇技术讲座(二)燃料乙醇的生产方法燃料乙醇是一种常见的可再生能源,对于减少碳排放和保护环境具有重要意义。

在本文中,我们将为大家介绍燃料乙醇的生产方法。

燃料乙醇通常是由生物质或石油化工原料制成。

目前,生物质燃料乙醇的生产方法是最为成熟和广泛应用的。

生物质燃料乙醇主要由玉米、木薯、甜菜、红甜菜和其他淀粉质和糖类植物材料制成。

其制备方法可分为两种基本类型:一是糖类发酵法,包括口腔清洗(玉米、木薯)、硫酸水解(木薯、搽鼻、红甜菜)、酶解(甜菜)等方法;二是纤维素生物质制乙醇,通过热水预处理、酸碱处理及发酵来提取纤维素中的乙醇。

其中,口腔清洗法是一种最常见的生产方法。

其生产过程包括清洗、磨碎、酸化、发酵和蒸馏。

首先,将玉米或木薯粉末清洗干净,然后磨成细粉。

接下来,将粉末的PH值酸化至4-4.5,使其中的淀粉质和糖类顺利发酵,并在恰当的温度范围内进行发酵反应。

发酵结束后,需要进行蒸馏,以去除杂质和纯化乙醇。

相对于口腔清洗法,硫酸水解法更常用于处理木薯、搽鼻、红甜菜等杂能源原料。

其原理是使用硫酸将木薯中的淀粉水解成葡萄糖,成为发酵过程的葡萄糖溶液。

纤维素生物质制乙醇则是通过三步方法获得乙醇。

第一步是用热水预处理纤维素生物质,使其晶格结构松散,易于生物酶降解。

之后,加入硫酸等酸成分,使木质素溶解,并将纤维素降解。

第三步,进行发酵,利用酵母对糖类成分进行发酵,最终得到乙醇产物。

此方法具有非常重要的应用价值,既能有效利用大量的秸秆、木片等废弃物,同时也为多种产业提供了新的发展方向。

总之,燃料乙醇的生产方法众多,但都可以分为这些基本的类型。

这些技术的持续发展和优化,是燃料乙醇领域不断推进的重要环节。

燃料乙醇作为一种可再生能源,在现代社会中的应用越来越广泛。

在这个过程中,我们需要遵循一些原则和规则,以确保燃料乙醇的生产和使用是可持续和环保的。

在本文中,我们将分析燃料乙醇的相关数据,以了解其市场前景和生产技术性能的基本情况。

玉米秸秆生产燃料乙醇技术

玉米秸秆生产燃料乙醇技术
蒸汽爆破设备一般由蒸汽发生器、恒压反应器、接收器和 冷凝器几部分组成。首先将玉米秸秆放入反应器,用蒸汽加 热,然后打开反应器的底部阀门,使反应器的压力降至常压, 固体和液体产物被收集到收集器底部,气体产物从收集器顶 部排出。蒸汽爆破法的特点是秸秆的纤维素水解转化率高,可 达70%E4];废气中仅含有少量糠醛须回收,对环境影响很小。 但蒸汽爆破法需要消耗大量的蒸汽。 2-3其他预处理方法
常用的酸包括盐酸和硫酸。酸催化纤维素分解的机理如 下:酸在水中解离出氢离子,纤维素链上的B一1.4糖苷键和 H,0+接触,B一1.4糖苷键上的氧接受一个H+,使氧键断裂,与 水反应生成羟基并放出H+,H+可再次催化水解反应[81。
利用浓酸和稀酸的水解反应又有所不同。浓酸法一般采 用浓硫酸,其水解过程是纤维素一酸复合物—低聚糖一葡萄 糖翻。浓硫酸水解法有回收率高、副产物少的优点,但浓酸须回 收再利用,工艺较为复杂,而且浓硫酸腐蚀性强,处理较为困 难。稀酸法一般采用稀硫酸或稀盐酸,其水解过程为纤维素_+ 水解纤维素一可溶性多糖一葡萄糖阱。稀酸水解法的转化率低 (约为50%),而且会产生大量的副产物。
第33卷第5期 2 0 0 6年9月
文章编号:1002—8110(2006)05-0056-03
酿 LIQUOR
酒 MAKING
V01.33.№.5 Sep.,2006
玉米秸秆生产燃料乙醇技术
张迪,丁长河,李里特,洪丰
(河南工业大学粮油食品学院,河南郑州450052)
摘要:玉米秸秆经预处理后可得到纤维素和半纤维素,用酸或酶将其水解成单糖,再进行发酵就可以生产燃料
其他预处理方法主要包括研磨、酸处理、碱处理和微生物 处理。研磨可以使物料尺寸和聚合度变小,结晶度降低,有利 于纤维素酶的作用。但要达到好的效果,需要将物料粉碎到 400目甚至更小,能耗很高,不适合工业生产应用[53。酸处理一 般用2%硫酸在100%进行处理,可以较好的溶解半纤维素, 但产物的水解转化率不高。碱处理可以使木质素裂解,半纤维 素部分溶解,纤维素结晶度降低,水解率也比较理想。但玉米 秸秆密度低,当悬浮液浓度为4%~5%时已经太厚,不利于搅 拌和传送,这样低的浓度对乙醇回收来说是不经济的。微生物 处理是利用自然界中的微生物分解木质素,得到纤维素晶体, 反应条件温和,而且副反应和抑制性产物较少,但同时具有高 木质素分解活力和低纤维素酶活力的菌种较难选育131。

玉米秸秆为原料燃料乙醇制备的关键问题研究

玉米秸秆为原料燃料乙醇制备的关键问题研究

玉米秸秆为原料燃料乙醇制备的关键问题研究一、本文概述Overview of this article随着全球能源需求的日益增长和化石燃料的日益枯竭,寻找可再生、环保的替代能源已成为科研和工业领域的重点。

乙醇作为一种清洁、高效的能源,具有广泛的应用前景,尤其在生物燃料领域。

玉米秸秆,作为一种农业废弃物,具有来源广泛、可再生、可降解等优点,因此,以其为原料制备燃料乙醇具有重要的实践意义和理论价值。

With the increasing global energy demand and the depletion of fossil fuels, finding renewable and environmentally friendly alternative energy sources has become a focus in scientific research and industrial fields. Ethanol, as a clean and efficient energy source, has broad application prospects, especially in the field of biofuels. Corn stover, as an agricultural waste, has advantages such as wide sources, renewability, and biodegradability. Therefore, using it as a raw material to prepare fuel ethanol has important practical significance and theoretical value.本文旨在探讨以玉米秸秆为原料制备燃料乙醇的关键问题,包括原料的预处理、酶解过程优化、乙醇发酵工艺改进以及产物的提纯和精制等。

玉米秸秆发酵生产酒精的

玉米秸秆发酵生产酒精的
离子交换法
通过离子交换剂将发酵液中的离子去除,再经过蒸馏等处理,得到 较高纯度的酒精。
产物检测与评估
酒精含量检测
采用化学分析方法对酒精含量进行检测,如酒精 含量过低则需重新进行发酵或纯化。
杂质检测
通过气相色谱、液相色谱等方法对酒精中的杂质 进行检测,确保产品质量符合标准。
能耗与成本评估
对生产过程中的能耗、原材料消耗、人工成本等 进行统计与评估,为提高生产效益提供参考。
政策法规影响及应对策略
环保法规
随着环保法规的日益严格,企业需要采取措施降低玉米秸 秆发酵生产酒精过程中的环境污染,如废弃物处理、废水 排放等。
能源政策
政府对可再生能源的支持政策有利于玉米秸秆发酵生产酒 精的市场拓展,企业应关注相关政策动向,及时调整战略 。
税收优惠
申请相关税收优惠政策,降低企业的生产成本,提高产品 的市场竞争力。
技术创新与突破方向
高效生物催化剂
寻找和优化适合玉米秸秆发酵生产酒精的生物催化剂,提高转化效 率和产物质量。
联合生物加工
将玉米秸秆的生物质和玉米芯等其他农业废弃物进行联合生物加工 ,实现资源的高效利用。
系统工程技术
应用系统工程技术,从整体角度优化玉米秸秆发酵生产酒精的全过程 ,提高系统的稳定性和效率。
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经济效益与社会效益分析
经本低
玉米秸秆作为废弃物,收集和运输成本低,为企 业提供了一个具有竞争力的生产成本。
市场需求大
随着生物能源的发展,对可再生能源的需求越来 越大,玉米秸秆发酵生产酒精的市场前景广阔。
3
副产品收益高
玉米秸秆发酵过程中产生的副产品,如沼气、饲 料等,能够为企业带来额外的收益。
市场拓展与合作机会

玉米秸秆生产燃料乙醇的经济性分析

玉米秸秆生产燃料乙醇的经济性分析

玉米秸秆生产燃料乙醇的经济性分析0引言伴随全球能源与环境问题的日益突出,低碳经济浪潮正在到来【1】。

在此背景下,燃料乙醇被广泛视为替代和节约汽油的最佳燃料,已成为世界上生产规模最大的生物质能源12J。

以资源丰富的木质纤维素为原料生产燃料乙醇被认为是21世纪发展循环经济的有效途径13】。

目前,国内外纤维乙醇技术研究步入一个新的时期件钾。

美国国家可再生能源实验室示范线采用稀酸预处理.酶解发酵工艺,采用细菌z.mobilis的基因工程菌,进行连续厌氧发酵,乙醇体积浓度达到5.7%【6J。

西班牙Abengoa生物能源公司在Salamanca成立的首家生物质乙醇厂于2007年上半年开始生产,利用麦秸等农业残余废物,生产规模为500×104 L/a的纤维燃料级乙醇产品【刀。

加拿大Iogen公司2004年在渥太华建成40抛秸秆纤维乙醇示范生产装置。

具有9.8×105 L/a的生产能力IS]。

Thomsen等在规模2.4 t/d示范装置进行了小麦秸秆制取纤维乙醇的试验研究。

采用稀酸预处理工艺,并添加0.5%H202,190℃条件下处理60 min,纤维素与半纤维素的水解率分别达到71%和68%乙醇产量达到223 kg /t[9I。

中科院过程所与山东泽生生物公司在2006年建立了3 000 t/a示范生产线,采用蒸汽热喷预处理,固态发酵工艺,全流程运转结果表明,纤维素转化达到70%,乙醇产率达到15%t10】。

中国天冠集团和中粮集团等单位也在此领域进行一些试验【111。

虽然一些关键技术上取得了重要进展,但距产业化发展目标还有一段距离本文在已有研究成果基础上,基于自主设计的300t/a玉米秸秆纤维乙醇示范工程线试验平台,初次系统地分析秸秆纤维乙醇技术指标和成本构成。

试验采用稀酸预处理、酶解糖化发酵两段法工艺,在建立秸秆纤维乙醇技术指标体系基础上,分析了纤维乙醇的生产成本及过程单元所占成本比例,以及每吨乙醇生产所需能耗,为进一步促进中国未来纤维乙醇工业发展提供重要依据。

科技成果——秸秆纤维素乙醇生产技术

科技成果——秸秆纤维素乙醇生产技术

科技成果——秸秆纤维素乙醇生产技术
技术类别
秸秆燃料化利用技术
技术内容
秸秆纤维素乙醇生产技术是以秸秆等纤维素为原料,经过原料预处理、酸水解或酶水解、微生物发酵、乙醇提浓等工艺,最终生成燃料乙醇的技术。

关键工艺包括原料预处理、水解、发酵和废水处理。

技术特征
秸秆纤维素乙醇生产可直接替代工业乙醇生产所消耗的大量粮食,对保障国家粮食安全具有显著的促进作用。

技术实施注意事项
一是加强生物技术研发,不断降低酶成本。

二是注重醇烷联产和木质素再利用,提高资源利用率和工程效益。

适用范围
适用的秸秆主要有玉米秸、麦秸、稻草、高粱秆等。

技术标准与规范
《NB/T10012-2014生物燃料乙醇行业环境污染控制评价技术方法》《NB/T13005-2016用于生物燃料乙醇制备的纤维素酶酶活力测定方法》《NB/T10405-2020燃料乙醇原料玉米秸秆》。

玉米乙醇工艺流程

玉米乙醇工艺流程

玉米乙醇工艺流程
玉米乙醇是以玉米为原料,经过粉碎、糖化、发酵等过程生
产出的燃料乙醇,是一种新型的可再生能源。

它不仅可以替代传
统的石化燃料,而且对环境保护、资源综合利用和可持续发展有
着重要意义。

1.玉米的粉碎和糖化
采用机械粉碎机将玉米磨碎至粒径为5~10毫米,并进行过滤、筛分。

过滤后的玉米粉经干磨后,采用糖化锅将淀粉或糊精
进行糖化。

糖化的目的是使淀粉和糊精分子中的羟基水解成单糖,便于淀粉酶和糊精酶发挥作用。

2.淀粉液化
糖化后的淀粉经液化锅液化后,将淀粉水解成葡萄糖和糠醛,然后进行升华法分离,可得两种产品:一种是葡萄糖含量达90%
以上的酒精产品;另一种是糠醛含量达10%以上的酒精产品。


水或酸将葡萄糖还原成乙醇后,再进行糖液脱色处理。

3.糖化
糖化过程是将葡萄糖转变成乙醇的过程,可分为两个阶段:
第一阶段是将葡萄糖转化成酒精;第二阶段是将酒精转化成糠醛。

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湿氧化法对于玉米秸秆的处理是非常有效的, 只要用适 量的 Na2O3 和 O2 在 200℃左 右 处 理 5 ̄20min, 就 可 以 得 到 高 纤 维 素 含 量 和 高 酶 解 转 化 率 的 固 体 纤 维 碎 片 [6]。湿 氧 化 法 的 机 理是纤维素遇碱后膨胀 , 碱 化 , 但 结 构 不 发 生 变 化 , 而 Na2CO3 起缓 和 作 用 , 能 够 防 止 纤 维 素 被 破 坏[6], 木 质 素 和 半 纤 维 素 溶 解在碱液中, 使纤维素得到分离。匈牙利 Eniko 等人用这种方 法 于 195℃, 15min, 12bar O2, 2g/L Na2CO3 对 60g/L 玉 米 秸 秆 进 行 预 处 理 , 其 中 60% 的 半 纤 维 素 和 30% 的 木 质 素 被 溶 解 , 90% 的固态纤维素被分离。这种方法的优点是产物纤维素纯 度高, 副产物少, 酶解转化率高达 85% [7]。 2.2 蒸汽爆破法( Steam Explosion Method)
第 33 卷 第 5 期 2006年9月
文章编号:1002- 8110( 2006) 05- 0056- 03
酿酒 LIQUOR MAKING
Vol.33.№.5 Sep. , 2006
玉米秸秆生产燃料乙醇技术
张 迪, 丁长河, 李里特, 洪 丰
( 河南工业大学粮油食品学院, 河南 郑州 450052)
根据玉米秸秆的结构和乙醇生产的原理, 可以确定燃料 乙醇的生产流程, 该流程可描述如下:
玉 米秸秆→ 预处理 纤维素、半纤维素→ 水解 葡萄糖(木糖、 半乳糖等)→ 发酵蒸馏 燃料乙醇 2 预处理方法
预处理的主要目的是分离出被木质素包裹着的纤维素和 半纤维素。对玉米秸秆而言, 部分半纤维素以共价的形式和木 质素结合, 而纤维素则具有晶体结构。预处理的目的是切断氢 键, 破坏纤维素的晶体结构, 降低聚合度, 使纤维素、半纤维素 得到分离[5]。一个好的预处理方法, 不仅要有较好的分离效果, 而且要得到较高的水解转化率。近年来, 研究较多且公认效果 较好的预处理方法主要有湿氧化法和蒸汽爆破法。 2.1 湿氧化法( Wet Oxidatioin Method)
常用的酸包括盐酸和硫酸。酸催化纤维素分解的机理如 下 : 酸 在 水 中 解 离 出 氢 离 子 , 纤 维 素 链 上 的 β- 1.4 糖 苷 键 和 H30+ 接触, β- 1.4 糖苷键上的氧接受一个 H+, 使氧键 断 裂 , 与 水反应生成羟基并放出 H+, H+ 可再次催化水解反应[8]。
秸秆是农业生产中的重要废弃物, 主要包括玉米秸秆、小 麦秸秆和稻草, 其中玉米秸秆的产量较高。据统计, 我国 2005 年 玉 米 产 量 为 1.33 亿 吨( 数 据 来 源 : 农 业 部 网 站) , 玉 米 秸 秆 产量约为 2.2 亿吨。当前, 仅有少量玉米秸秆被用于
造纸、建筑和纺织等行业, 绝大多数玉米秸秆被荒烧或抛 弃处理。这样不仅造成了这种资源的极大浪费, 也会引起严重 的环境污染。
综合来看, 利用湿氧化法或蒸汽爆破法对玉米秸秆进行 预处理是较为实际的, 工业生产应用的可能性较大。 3 水解方法
纤维素和半纤维素水解成糖的反应需要催化才能发生。 常用的催化剂包括无机酸和酶, 于是就产生了酸水解法和酶 水解法[8]。水解反应的机理是在催化剂存在的条件下, 纤维素 和半纤维素内部的糖苷键被水解, 而得到低分子糖类物质, 进 一步分解可以得到葡萄糖和木糖等。 3.1 酸水解法
蒸汽爆破法是纤维质材料最常用的预处理方法之一。这 种方法的原理是先在几十个大气压下, 200 ̄250℃饱和水蒸气
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中对原料处理数十秒至数分钟, 然后瞬间降至常压[8]。其原理 是高温高压造成木质素的软化, 瞬间减压会使纤维素晶体和 纤维束爆裂, 从而使木质素和纤维素得到分离。
结构, 才能使纤维素和半纤维素生产乙醇成为可能[4]。
表1玉米秸秆的化学组成组分名 纤维 半纤称
素 维素
木质 素
脂酸 可溶出 灰分
盐 物质
其他
干基含 37.3 20.6 17.5 2
量( %)
13 6.1 3.5
经过有效的预处理后, 纤维素和半纤维素被分离出来, 可 利用酸或酶将它们水解成葡萄糖和木糖, 再利用酵母发酵, 蒸 馏 后 即 可 得 到 乙 醇 [5]。
玉米秸秆的化学组成如表一所示: 玉米秸秆中的纤维素和半纤维素可用作燃料乙醇的生 产。但玉米秸秆中有难以降解的木质素包裹, 使纤维素、半纤 维素的水解变得异常困难, 这构成了木质纤维材料利用的重 大障碍。必须利用有效的预处理方法, 破坏木质纤维素的高级
收稿日期: 2006- 05- 18 作者简介 : 张 迪(1982- ), 男 , 辽 宁 营 口 人,在 读 硕 士 研 究 生 , 主 要 研 究内容为农业废弃物的综合利用。 河南省杰出人才创新基金资助项目。项目编号: 0621000900。
乙醇是重要的工业原料, 应用十分广泛。用乙醇作为燃料 具有能效高、清洁、安全、可再生等优点。当前全球资源危机 , 油价持高不下, 寻找石油的合理替代物就得到了前所未有的 重视。从人类现有的技术看, 乙醇很有可能是未来的石油替代 品 [1]。但 目 前 燃 料 乙 醇 主 要 是 由 玉 米 、甘 蔗 、薯 类 等 农 作 物 发 酵 得来, 使其生产成本过高, 无法得到广泛应用。必须寻找新的 生产原料和技术, 降低燃料乙醇的生产成本, 使其大规模应用 成为可能, 这是燃料乙醇生产的首要问题[2]。现在看来, 玉米秸 秆无疑是最合适的原料之一。如果利用玉米秸秆等农业废弃 物生产乙醇技术成熟, 并使乙醇的成本控制在合理的范围内, 用燃料乙醇代替石油也就为期不远了。这样不仅缓解了资源 危机和粮食危机, 对环境污染也有很重要的意义, 更为可持续 发展提供了保证。 1 技术简介
美 国 陆 军 Natick 研 发 指 挥 部 研 制 了 Natick 酶 水 解 工 艺 , 以城市废纤维垃圾为原料, 以里氏木霉( Trichoderma reesei) 诱 变得到的 Rut C- 30 为产酶菌株, 间歇发酵产酶率达 125IU/(L· h)。酶水解间歇进行, 24h 完 成 , 水 解 酶 用 量 为 135IU/g 纤 维 素; 水解液中葡萄糖浓度为 10% , 水解率为 45% [5]。美国加州 大学 Berkeley 分校流程采用里氏木霉 QM- 9414 为产酶菌株, 以玉米芯为原料。玉米芯水解率为 40% , 水解液中糖 浓 度 为 2.6% , 采用多效蒸发器浓缩至含糖 11% 。而且水解液中残存 的酶可回收, 回收率达 58% [5]。这两种工艺流程都可以作为玉 米秸秆酶水解工艺的参考。
一般认为是纤维素大分子首先在内切酶和外切酶的作用下降 解成纤维二糖 , 纤维二糖酶将其进一步水解得到葡萄糖[4]。
半纤维素酶, 即木聚糖酶系包括内切型 β- 1,4- 木聚糖 酶, 外切型 β- 木糖苷酶及几种辅酶, 如糖苷酶和酯酶[10]。内 切型 β- 1,4- 木聚 糖 酶 使 木 聚 糖 降 解 为 木 寡 糖 ; 外 切 型 β- 木糖苷酶通过切割木寡糖的末端而释放木糖残基; 糖苷酶可 从木聚糖主链上移除阿拉伯糖和 4- O- 甲基葡萄糖 酸 ; 而 酯 酶可水解连在木聚糖木糖单元和醋酸之间或阿拉伯糖侧链残 基和酚酸之间的酯, 从而将半纤维素水解成木糖, 阿拉伯糖等 五 碳 糖[11]。
玉米秸秆的主要成分是植物细胞壁, 而植物细胞壁是由 纤维素、半纤维素和木质素组成的。纤维素是一种直链多糖 , 由 100- 1000 个 β- D- 吡 喃 型 葡 萄 糖 以 β- 1,4 糖 苷 键 连 接 而成, 水解纤维素可得到葡萄糖。半纤维素主要由木糖、半乳 糖和甘露糖组成, 可被水解为五碳糖。木质素是一种高分子芳 香族化合物, 不能水解成糖, 但可用作燃料[3]。
利用葡萄糖发酵乙醇技术成熟, 有大批优良菌种可以选 择, 其中酿酒酵母是工业生产乙醇中应用最为广泛的优良品 种[5]。另外, 运动发酵单孢菌( Zymomonas mobilis) 的研究较为引 人注目。这种菌是原核生物, 是厌氧菌, 但它的酶系统能高效 的将葡 萄 糖 转 化 为 乙 醇 , 具 有 乙 醇 得 率 高 、耐 酒 精 能 力 强 、代 谢产物少等优点。因此, 利用运动发酵单胞菌发酵可以降低乙 醇 的 生 产 成 本 [8]。
蒸 汽 爆 破 设 备 一 般 由 蒸 汽 发 生 器 、恒 压 反 应 器 、接 收 器 和 冷凝器几部分组成。首先将玉米秸秆放入反应器, 用蒸汽加 热, 然后打开反应器的底部阀门, 使反应器的压力降至常压, 固体和液体产物被收集到收集器底部, 气体产物从收集器顶 部排出。蒸汽爆破法的特点是秸秆的纤维素水解转化率高, 可 达 70% [4]; 废 气 中 仅 含 有 少 量 糠 醛 须 回 收 , 对 环 境 影 响 很 小 。 但蒸汽爆破法需要消耗大量的蒸汽。 2.3 其他预处理方法
其 他 预 处 理 方 法 主 要 包 括 研 磨 、酸 处 理 、碱 处 理 和 微 生 物 处理。研磨可以使物料尺寸和聚合度变小, 结晶度降低, 有利 于纤维素酶的作用。但要达到好的效果, 需要将物料粉碎到 400 目甚至更小, 能耗很高, 不适合工业生产应用[5]。酸处理一 般用 2% 硫酸在 100℃进行处理, 可以较好的溶解半纤维素, 但产物的水解转化率不高。碱处理可以使木质素裂解, 半纤维 素部分溶解, 纤维素结晶度降低, 水解率也比较理想。但玉米 秸秆密度低, 当悬浮液 浓 度 为 4% ̄5% 时 已 经 太 厚 , 不 利 于 搅 拌和传送, 这样低的浓度对乙醇回收来说是不经济的。微生物 处理是利用自然界中的微生物分解木质素, 得到纤维素晶体, 反应条件温和, 而且副反应和抑制性产物较少, 但同时具有高 木 质 素 分 解 活 力 和 低 纤 维 素 酶 活 力 的 菌 种 较 难 选 育 [5]。
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