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预处理生产乙醇文章来源:中国新能源网 | 发布日期:2008-07-14 | 作者:陈捷 | 点击次数:
木质纤维素作为一种低价和丰富的原材料,有可能在合理的成本下,用来生产燃料乙醇。森林中的废料和农业残余物,能用来做这样的原材料。快长能源作物,如鞭条草、杂交白杨、快长柳,从长远 看被认为是可能的替代原料。 一种以酶水解和发酵为基础工艺,现在被认为是一处把木质纤维素物料中的碳水化合物转化为乙醇的高产出、低成本的最有希望的替代工艺。由于木质纤维素的复杂结构对酶攻击的顽固性,为了加强酶对基质的接触,物料必须预处理。用高压水蒸气处理小片状生物质,据称是最成功的预处理方法之一。影响水蒸气预处理的因素是滞留时间、温度、小片的尺寸、含水量、以及添加的酸性催化剂,如硫酸或二氧化硫。酸性催化剂已显示能改善酶水解并降低抑制性化合物产量。木片因而能在较温和的条下预处理,这可以限制半纤维素成分降解。 在瑞典,各种快长柳的种植,经过近年来的经营和技术改良,有了很大发展。最近改良品种快长柳的公顷年产量达到20,000Kg干物质。除了像以往那样,靠燃烧快长柳片生产热和动力外,已有人提出,快长柳中的碳水化合物(纤维素和半纤维素),可用来生产燃料乙醇以及固体残余物,后者主要由木质素组成,可用来做固体燃料。 在以前对快长柳的一个研究中,探究了用和不用SO2浸润的蒸气预处理。作为一个后续行动,报告登载在《Bioresource Technology》的一个研究,用硫酸浸润快长柳片然后进行蒸气处理,并找出最佳预处理条件。在实验中,温度在180-210℃范围内调节,滞留时间分4,8,12 分钟三级调节,硫酸用量(按重量计)分0.25%和0.5%两级调节。 在预处理后,得到高的糖回收率,在后续的酶水解步骤,葡萄糖和木糖的最高产出,分别达到理论值的92%和86%(以原料中的葡萄糖和木糖储量的基础)。获得最佳总糖产出的最佳预处理条件,是在200℃下用0.5%的硫酸运行4或8分钟。这两种预处理条件都可以100g干原料得到葡萄糖和木糖共55.6g。
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