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玉米秸秆生产燃料乙醇的发酵工艺

以秸秆为原料生产燃料乙醇,是开发新型生物质能源的发展方向,也是解决农业废弃物对环境污染问题的突破口。吉林省是玉米种植大省,有着大量的秸秆原材料,如果玉米秸秆的生物质能得到利用,对于吉林省玉米产业的发展具有重要的经济价值和社会意义。另外以玉米秸秆为原料发酵生产燃料乙醇,这也是与吉林省燃料乙醇产业的很好对接,避免了单纯用粮食发酵乙醇面临的粮食紧缺问题,同时解决原始燃烧玉米秸秆对环境的污染。1发酵工艺原理由于玉米秸秆的相当部分由半纤维素构成,其水解产物是以木糖为主的五碳糖,还有相当量的阿拉伯糖生成(可占五碳糖的10%~20%),故五碳糖的发酵效率是决定过程经济性的重要因素。木糖的存在对纤维素酶水解起抑制作用,将木糖及时转化为酒精对玉米秸秆的高效率酒精发酵是非常重要的。目前人们研究最多且最有工业应用前景的木糖发酵生产乙醇,所涉及到的微生物有3种酵母菌种,即管囊酵母、树干毕赤酵母和体哈塔假丝酵母。2玉米秸秆预处理玉米秸秆化学结构复杂,纤维...  (本文共2页) 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

利用玉米秸秆制取燃料乙醇的关键技术研究

利用丰富而廉价的木质纤维素资源代替粮食生产燃料乙醇,对我国经济和社会的可持续发展具有十分重大的意义。本文对木质纤维原料的预处理、纤维素和半纤维素的水解糖化、利用己糖、戊糖发酵乙醇、以及木质纤维原料的综合利用等关键技术进行了系统研究。针对玉米秸秆结构致密、难于直接被酶水解的特点,分别采用稀酸、氨水/稀酸、石灰、氢氧化钠等方法对玉米秸秆进行预处理。结果表明,采用2%NaOH于85℃对玉米秸秆处理75 min,木质素的脱除率达到73.9%,处理后的纤维残渣易于被酶降解,酶解得率达到81.2%;固液分离后的碱液可以重复利用3~4次,从而降低预处理成本;氢氧化钠预处理条件温和,能耗低,并可有效脱除了原料中的乙酸等发酵抑制物,有利于玉米秸秆水解液的乙醇发酵。采用纤维素酶水解玉米秸秆,对纤维素的糖化进程及纤维素酶的作用机制进行了研究。结果表明,底物的酶解得率和预处理过程中木质素的脱除率表现出正向相关性,而与半纤维素的脱除程度关系并不大;纤维素...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

《食品与发酵工业》2010年07期
食品与发酵工业

秸秆燃料乙醇的关键问题与对策

能源危机和环境污染问题使得生物质燃料乙醇工业快速升温,第一代生物燃料乙醇以粮食作为原料,长此以往会影响粮食安全和饲料安全,近年来这种生产方式受到广泛质疑,开发非粮原料的燃料乙醇生产技术已经成为经济和社会发展的必然趋势。农作物秸秆是一种重要的农业副产物,也是一种重要的纤维素原材料,它不仅储量丰富而且成本低廉,被普遍认为是最具开发潜力的生物质能源之一[1]。我国具有广泛的秸秆资源,每年秸秆产量达7亿多t,其中玉米秸(35%)、小麦秸(21%)和稻草(19%)是我国的三大秸秆。目前仅有30%左右的秸秆被用于食草动物的饲料,3%左右用作造纸、建筑以及手工业的原料,大部分还未得到有效的开发利用[2]。若能将秸秆进行合理有效的利用,则可以满足若干年中燃料乙醇生产中的原料供应问题,且不存在与人争粮的问题。当前,世界各国对于利用秸秆发酵生产燃料乙醇都给予了很高的重视。2007年12月通过的《2007能源独立和安全法案》中要求,到2022年美国至...  (本文共6页) 阅读全文>>

中国矿业大学
中国矿业大学

稻草秸秆同步糖化发酵制备纤维素乙醇的研究

石油、煤炭等传统能源日渐枯竭,且伴随有环境污染。解决能源危机和环境污染迫在眉睫,利用稻草、玉米或小麦秸秆发酵制备生物燃料乙醇能够缓解上述危机。国内外对秸秆燃料乙醇已进行了多年的研究和应用工作,但至今依然存在诸多关键制约因素。文献表明,制约秸秆燃料乙醇规模化生产的瓶颈问题有三:一是原料的预处理造成严重的环境污染或处理成本偏高;二是发酵阶段中糖的利用率低造成燃料乙醇产率偏低;三是纤维素酶由于还原糖的抑制作用致使酶解秸秆效率偏低,导致水解液中还原糖低,造成燃料乙醇生产成本高。本文拟采用稻草秸秆绿色化预处理工艺和筛选高产纤维素酶生产菌、耐高温高转化率乙醇酵母及同步糖化发酵工艺解决秸秆纤维素制备燃料乙醇的诸多瓶颈问题。为此,本文通过大量的试验,取得了阶段性的成果。主要包括以下几个方面:(1)稻草纤维素预处理条件研究。本文从机械粉碎、微波处理、酸碱处理、甘油处理以及甘油与微波联合处理等方面研究了预处理对稻草酶解的影响。确定了采用7 g甘油与...  (本文共115页) 本文目录 | 阅读全文>>

《生物质化学工程》2012年05期
生物质化学工程

秸秆生产乙醇预处理的研究现状分析

目前人们面临着严峻的能源问题、环境问题,迫切需要寻找一种新型的、环境友好的、可再生的绿色能源。2008年我国石油生产量19 044.0万t,石油进口量23 015.5万t[1],研究可再生能源对我国的意义也很大。生物质能源(如燃料乙醇)以其独特优势通常被称为是最有前景的替代能源,引起国内外学者的极大兴趣。木质纤维素原料是丰富、廉价、来源广泛的可再生资源,用来生产乙醇能解决“与民争粮,与粮争地”的问题,成为生产乙醇的很好原料。我国作为一个传统的农业大国,生物质资源极其丰富,农作物秸秆每年的产量就有7亿多吨,相当于标准煤5亿吨,仅玉米秸秆的年产量约为2亿吨[2],除了用于饲料和还田之外,还应该有2亿吨可以用来生产5 500万吨燃料乙醇,这几乎等于目前中国的汽油总消耗量。到2020年,我国的纤维素制燃料乙醇将可以替代3 100万吨汽油[3]。加快推进秸秆综合利用,对于稳定农业生态平衡、缓解资源约束、减轻环境压力都具有很重要的意义。木质...  (本文共6页) 阅读全文>>

《致富之友》1997年09期
致富之友

秸秆生产碱化饲料

碱化饲料是以稻草、麦秆、玉米秆、豆秸秆、花生藤、红薯蔓等农作物秸秆为原料,利用碱分子中的氢氧基来破坏秸秆中的纤维素和木质素之间的结合,从而除去不易被家畜体内消化系统吸收的木质纤维,使纤维素部分水解和膨胀,再被家畜胃内所分泌的纤维酶分解,产生易被吸收利用的挥发性脂肪酸。下面具体介绍三种碱化处理的方法。一、火碱法将秸秆风干,再用粉碎机破碎,用清水调成浆状,在搅拌下加入30%的氢氧化钠溶液,将浆液中氢氧化钢的浓度控制在4%—5%左右,再加入一定量的尿素,一般情况加入量为秸秆干料重量的1%—2%,搅拌均匀,于室温放置24小时,入袋压滤,再用清水洗涤3次,榨干,于60℃热风干燥...  (本文共1页) 阅读全文>>

《中外企业家》2015年21期
中外企业家

济宁市利用农作物秸秆生产有机肥料情况研究

一、总体情况济宁市是山东省重要的粮食产区,也是秸秆资源最丰富的地区之一。全市常年秸秆产量(风干基)686万吨左右,其中小麦秸秆279万吨,玉米秸秆241万吨,棉花秸秆73万吨,花生、地瓜、大豆和水稻等秸秆92万吨。2012年全市小麦秸秆综合利用量达187多万吨,利用率达94.3%;玉米秸秆利用量达196多万吨,利用率达92.6%;水稻秸秆利用量38.9万吨,其中通过编织品转化利用量35万吨以上,利用率达95%;棉花秸秆主要用于做饭烧材;花生、地瓜、大豆、蔬菜等作物秧秸基本上作为饲料喂养牲畜转化利用。各种农作物秸秆利用量达到545.2万吨,占可收集总量的92.8%。二、农作物秸秆消化利用的主要方式1.农作物秸秆收获还田机械化技术秸秆还田是消化利用农作物秸秆的主要途径,它对于改良土壤结构、培肥地力具有不可替代的作用,长期坚持,既可以节省化肥的投入,又可以保水节水,是建设高产稳产农田,实现农业高产优质低消耗的根本措施。济宁市收获还田机...  (本文共2页) 阅读全文>>