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《利用纖維素制備燃料酒精的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、利用纖維素制備燃料酒精的研究翟雨亮（雞西大學(xué)安全與環(huán)境工程系.黑龍江雞西.158100）摘要：利用纖維素制備燃料酒精是發(fā)展新能源的重要途徑，具有巨大的潛力和可再生性。文章綜述了燃料酒精的發(fā)展狀況，重點闡述利用纖維素制造燃料酒精的預(yù)處理、糖化過程的新工藝。關(guān)鍵詞：纖維素；燃料酒精；預(yù)處理；糖化StudyontheproductionoffuelalcoholfromlignocellulosicofbiomassZhaiYuliang（SafetyandEnvironmentalEngineeringJixiUniversity.Jixi.Heilongjian
2、g.158100）Abstract：Theproductionoffuelalcoholfromlignocelluloseisaneffectivewaytoimproveenergysupplystructure,atthesametimeitcanrealizesustainabledevelopmentofruraleconomy.Thedevelopmentoffuelalcoholwasstudied,variousprocessesforlignocellulosepretreatment,saccharificationwereintroduc
3、ed.Keywords:lignocelluse;fuelalcohol;pretreatment;saccharification隨著國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展，整個社會對酒精的需求量在逐步增長。但是，酒精的最大需求量是作為汽油的代用品，即用作燃料。燃料酒精的生產(chǎn)與應(yīng)用，可以轉(zhuǎn)化剩余的農(nóng)產(chǎn)品，保護農(nóng)民的利益，同時對緩解石油供需矛盾和保護環(huán)境具有重要戰(zhàn)略意義。l國外燃料酒精的發(fā)展概況酒精作為一種替代燃料應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)在近代特定的歷史時期。20世紀70年代，在世界范圍內(nèi)接連發(fā)生了2次石油危機，利用生物資源(包括利用植物纖維生產(chǎn)液體燃料酒精)的各種嘗試和研究在世界上
4、形成了一個熱潮。美國、加拿大、法國、澳大利亞等國家的政府和個人都投入了大量資金來進行這方面的研究。1．1美國燃料酒精的發(fā)展情況1979年，美國國會為減少對進口原油的依賴，制定了聯(lián)邦政府的“酒精發(fā)展計劃”，開始倡導(dǎo)燃料酒精生產(chǎn)。1993年，加州開始實施“靈活燃油車輛計劃”，制定了用于輕型車的E85(85％酒精+15％汽油)的燃油標準。1999年7月，由于汽油增氧劑MTBE(甲基叔丁其醚)不能降解，嚴重污染了環(huán)境及水資源，因此美國環(huán)保局與國會合作，建立并推行一個新的國家清潔替代燃料計劃，并在4a內(nèi)全面禁止使用MTBE，這對燃料酒精的發(fā)展起到了進一步的推進作用。1．
5、2巴西燃料酒精的發(fā)展情況巴西有著豐富的甘蔗資源，是世界上最大的產(chǎn)糖國和蔗糖出口國，酒精的生產(chǎn)成本非常低。1976年，為了減少對石油的依賴，巴西制定了“生物能源計劃”，用甘蔗汁直接生產(chǎn)酒精作汽車燃料。巴西的“酒精汽油計劃”對20世紀80年代中期世界燃料酒精的發(fā)展起到了巨大的推動作用。目前，巴西酒精的年產(chǎn)量達l000萬t，幾乎全部用來代替汽油，作為汽車燃料使用。國際上4大發(fā)酵酒精生產(chǎn)國是巴西、美國、中國、俄羅斯，主要酒精出口國是美國、巴西、歐盟、南非、沙特阿拉伯和加勒比海諸國。2纖維素原料的預(yù)處理工藝纖維素原料是多組分物料，合理利用纖維素原料必須將纖維素轉(zhuǎn)化為它的
6、組成單元——葡萄糖。影響纖維素分子降解的2個主要因素是纖維素晶體結(jié)構(gòu)和其周圍的木質(zhì)素，破壞木質(zhì)素保護層和改變纖維素的晶體結(jié)構(gòu)都可促進纖維素的降解。纖維素原料的預(yù)處理方法有化學(xué)法、物理法、物理化學(xué)結(jié)合法。2．1化學(xué)法①氫氧化鈉處理法：氫氧化鈉可以裂解木質(zhì)素，溶解部分半纖維素，纖維素則由于水化作用而發(fā)生膨脹。氫氧化鈉的濃度、反應(yīng)溫度及氫氧化鈉的洗脫方法對預(yù)處理的效率有一定的影響。②酸處理法：高濃度的酸能溶解木質(zhì)素和半纖維素，纖維素在較低的溫度(10-45℃)下，能完全溶解于濃硫酸和濃鹽酸中，但形成的產(chǎn)物不是葡萄糖而是寡糖等。濃酸水解后的主要問題是酸的回收、中和、洗
7、脫等問題，易造成浪費及環(huán)境污染。由于纖維素與酸的接觸面積比較小，所以反應(yīng)速度相對于半纖維素慢許多。稀酸在水解過程中的濃度較低，可以不進行回收，但是它的得糖率低且耗酸量過大。2．2物理法①研磨法：即將纖維素原料磨碎以增加纖維素酶的酶解率，這是最常用的預(yù)處理方法。原料經(jīng)研磨后尺寸變小，結(jié)晶度降低，平均聚合度(DP)變小，原料的水溶性組分增加，酶解率隨原料顆粒變小而上升。研磨的方法有雙滾筒研磨、球磨、錘磨、濕膠體磨、干磨等。②高能輻射法：采用高能射線如電子輻射、γ-射線對纖維素原料進行預(yù)處理可以降低纖維素原料的聚合度(DP)，增加活性，有利于纖維素的水解。有文獻報道
8、，電子輻射劑量為0～10rad時，只引
