由于多年來的能源消費結構不合理,能源危機日益加劇,生物質能源的開發利用已成為當今國內外的研究熱點目前,世界各國積極展開對新能源,特別是可再生生物能源的研究 近年來,利用木質纖維素來生產燃料乙醇的研究與開發最引人注目與糧食作物為原料生產燃料乙醇相比,木質纖維素如稻草麥來源廣, 木質纖維素生產燃料乙醇主要步驟是預處理水解發酵和產品分離與提純其中預處理是纖維素轉化為燃料乙醇的關鍵技術,是提高物料的可及性,提高生產效率,降低生產成本的最佳突破口。
木質纖維素的組成和結構對纖維素水解的影響木質纖維素是一種由不同種類碳水化合物結合而成的復雜聯合體,其主要成分是木質素 纖維素和半纖維素 纖維素是 葡萄糖以 糖苷鍵結合起來的鏈狀高分子化合物,纖維素分子鏈牢牢連在一起,形成高結晶結構,不溶于水,并且具有抗解聚能力;半纖維素是由幾種不同類型的單糖構成的異質多聚體,這些糖是五碳糖和六碳糖 ,包括木糖阿拉伯糖甘露糖和半乳糖等木質素是由苯基丙烷結構單元通過碳碳鍵連接而成的三維空間高分子化合物,在酸性條件下難以水解 ,且在纖維素周圍形成保護層,影響纖維素水解半纖維素和纖維素微纖維間以氫鍵聯接,形成的空間結構是植物細胞壁的主體框架,而木質素內部除了有強大的氫鍵連接外,還與半纖維素通過共價鍵形成穩定的木質素碳水化合物復合體由于復雜的結構特征,木質纖維素的纖維素酶解率很低(小于20% )影響木質纖維素水解的因素主要是纖維素的結晶度有效表面積木質素對纖維素的保護作用物料特性和半纖維素對纖維素的包覆故在進行預處理時應排除這些影響水解的因素,才能有效提高水解率。
預處理的目的
從對木質纖維素結構影響角度來說,降低纖維素結晶度,改變及去除木質素,增加纖維素的可及表面積,這樣可以達到提高纖維素酶解和轉化效率的目的從經濟角度來說,有效的預處理應當避免 減小物料顆粒尺寸,限制發酵抑制物的形成 ,減少纖維素酶量,降低能量需求和成本投入等評判預處理的標準除了上述因素外,還有其他的標準,如降低預處理成本 提高木質素副產品的利用率等 同時,預處理效果還需權衡其對后續工藝的影響
預處理方法
物理法
高能輻射 高能輻射處理木質纖維原料提高轉化效率的作用機理有2 個方面,一是使纖維素解聚,二是使纖維素的結構松散,晶體結構改變 ,活性增加,可及度提高。
棉纖維素經60co-y 射線和高能電子輻射后,無定形區表面的部分共價鍵斷裂形成自由基,自由基引發纖維素發生降解反應 哈益明研究發現纖維素粘度 聚合度隨著輻射劑量的增加而迅速降低,當劑量大于10KGY 時,粘度的下降趨于平緩,并且纖維素大分子鏈斷裂增加陳靜萍等研究發現,通過60co-y 射線輻射處理稻草秸稈,其表面結構發生顯著變化,稻草秸稈表面的蠟質 硅晶體隨著輻照劑量的增大破損程度增大,可消除蠟質 硅晶體對稻草纖維束的保護作用;提高可溶性還原糖和總糖的含量;之后與纖維素酶協同處理稻草秸稈,纖維素轉化率提高到88.7% ,可溶性還原糖為21.44% ,可溶性總糖75.85%.
[1][2][3]下一頁>>
相關信息 







推薦企業
推薦企業
推薦企業