纤维素乙醇生产中的预处理技术_田龙
纤维素酒精预处理技术进展
维素原料预处理技术进行 了综述 ， 认 为水热预 处理工艺不需要额外添加和回收化 学溶剂 ， 废水 易于生化 处理 ， 将 是最具 － ￣＆４ Ｌ 前景 的预处理技术 。阐述 了我 国相关企业在借鉴半纤维素利 用技术 ， 使复杂的纤维素 乙醇的预处 理过程成为功能性糖或糠醛等产 品的生产过程 ， 降低预处理成本 ， 实现原料 资源最大化利用等方面进行 的有益
纤维素酒精预处理技术进展
黄加 军 ， 杜金 宝 ， 闰 莉 ， 张敏 华 ２ ７ 吕惠生 ：
（ １ ． 广西 中粮生物质能源有限公 司 ， 广西 北海 ５ ３ ０ ０ ２ ８ ； ２ ． 天津大学石油化工技术开发中心， 天津 ３ 乙醇是最具发展前景的 生物质能源生产路线。对纤维素 乙醇生产瓶颈技 术的纤
ＨＵ Ａ Ｎ Ｇ Ｊ ｉ ａ － ｊ Ｈ Ｂ ， Ｄ Ｕ Ｊ ｉ ｎ — ｂ ａ ｏ ，Ｙ Ａ Ｎ Ｌ ｉ ，Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｍｉ ｎ — ｈ ｕ ａ ，Ｌ Ｖ Ｈ ｕ ｉ — ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ￣
（ １ ．Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｃ Ｏ Ｆ Ｃ Ｏ Ｂ ｉ ｏ ｍａ ｓ ｓ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｃ ｏ ． Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｂ ｅ ｉ ｈ ａ ｉ ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ ５ ３ ０ ０ ２ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
尝试 ， 以及 取得 的产 业 化 进展 。
关键词 ： 纤维素酒精 ； 预 处理 ； 纤维素 ； 半 纤维素 ； 木质素 中图分类号 ： Ｔ Ｓ ２ ６ ２ ． ２ ； Ｔ Ｓ ２ ６ ｔ ． ４ 文献标识码 ： Ｂ
Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ０ ｆ Ｌｉ ｇ ｎ０ ｃ ｅ ｌ ｌ ｕｌ ０ ｓ ｅ Ｐｒ ｅ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎｔ Ｔｅ ｃ ｈｎｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｃｅ ｌ ｌ ｕ ｌ ｏ ｓ ｉ ｃ Ｅｔ ｈ ａ ｎｏ ｌ
木质纤维素原料生物转化生产纤维素乙醇过程的关键技术研究
在最新的研究中，研究者们通过优化蒸汽爆破参数，如温度、压力和时间等， 实现了更高效的木质纤维素预处理。此外，他们还研究了不同类型木质纤维素原 料的蒸汽爆破效果，为优化预处理条件提供了参考。
木质纤维素生物转化的研究进展
生物转化是一种利用微生物或酶将木质纤维素降解为有用物质的过程。近年 来，木质纤维素的生物转化研究取得了显著进展。研究者们致力于提高转化效率、 优化转化条件以及发掘新型转化方法。
2、纤维素乙醇的制备方法
制备纤维素乙醇的方法主要包括酶解法、酸催化法和生物法等。其中，酶解 法具有反应条件温和、产物纯净等优点，但酶解效率较低，成本较高。酸催化法 虽然反应速度快，但需要使用大量酸碱，对环境造成污染。生物法具有环保性和 可持续性，但发酵时间较长，需要经过多次迭代。各种方法各有利弊，需要根据 实际应用场景选择合适的制备方法。
3、反应器设计
反应器设计是木质纤维素生物转化生产纤维素乙醇过程中的重要环节。合理 的设计可以保证反应的效率、产物质量和产量。反应器设计需遵循的原则包括： 设备选型要满足生产规模和工艺要求；反应环境应有利于微生物的生长和代谢； 还需考虑设备的材质、耐高温高压性能等。同时，反应器设计还需结合实验数据 进行优化，以实现最佳效果。
未来展望
木质纤维素原料生物转化生产纤维素乙醇过程的关键技术研究对于实现能源 可持续发展具有重要意义。未来，随着科学技术的不断进步，以下几个方面可能 成为研究重点：
1、高性能酶的开发：通过基因工程等技术手段，开发具有高活性和稳定性 的酶制剂，以提高木质纤维素的酶解效率。
2、高效转化技术的研发：进一步优化生物转化技术，提高木质纤维素的转 化率和产量，降低成本。
关键词：木质纤维素，蒸汽爆破 预处理，生物转化，研究进展
纤维素乙醇提取工艺的优化和改良
纤维素乙醇提取工艺的优化和改良一、绪论纤维素是天然界中广泛存在的一种多糖类物质。
由于纤维素的结构复杂，导致纤维素乙醇提取工艺复杂且效率低下，针对这个问题，本文将对纤维素乙醇提取工艺进行优化和改良。
二、纤维素乙醇提取工艺1.传统工艺纤维素乙醇提取一般采用蒸煮法。
即将破碎的原料与乙醇一起加入反应釜内，对其进行高温高压下的蒸煮，使纤维素分解成单糖类物质，并通过过滤等工序进行提取。
但是，这种传统工艺存在着一些缺陷：一是能耗较高，对环境造成一定的影响；二是产量不稳定，而且单糖类物质与其他杂质混杂，提取效率低。
2.得到改良工艺得到改良工艺是一种以淀粉为原料，改变反应温度和反应时间，不断调整反应参数，最终在最优条件下得到高品质的乙醇提取物的新工艺。
它使用代替传统工艺的一种新型酶催化技术，可将淀粉等作为原料转化为高纯度的纤维素乙醇提取物。
三、工艺优化1.温度优化传统工艺温度较高，反应时间长，耗能大，环保性差。
通过实验不断改变反应温度，最终优化到86摄氏度时得到最佳提取效果，反应时间也成功缩短了。
2.酶优化酶在提高反应效率方面起着关键作用。
选择一种较高稳定性的天然酶，冷库保存，可以在每次反应前重复利用，提高效率，减少成本。
3.乙醇浓度优化本文中发现乙醇浓度在30%左右时反应速度较快，提取效率也越高，找到了最适宜的乙醇浓度。
过低的乙醇浓度容易导致反应物质形成不完整，而过高的乙醇浓度则容易热失活，导致反应失败。
四、改良方案1.酶催化传统工艺利用高温高压，无法达到高效且环保的提取目的。
对此，我们提出了一种酶催化改良方案。
该方案不需要高温高压和有害的觉得，可以将制作工艺优化到最高水平，与传统工艺相比，不仅产量更稳定，提取效率也有所提高，而且成本更低，更为环保。
2.新型反应器应用我们提出了一种采用新型反应器的改良方案，该反应器既能够调节反应温度，还能够保持两反应物之间的接触，有着更高的提取效率。
3.测量技术的改良我们提出一种目前广泛应用于生物工程学研究的技术——高通量技术。
关于纤维素酒精生产预处理方法的探讨
０ 前言 能源紧张是全人类 面临的共 同问题 ， 目前世界上主要 的
本文研究 了秸秆生产纤维 素酒精 的预处理过程的两种 不
同工艺 ，希望可以为此领域的仁人 志士们提供一些有价值 的
参考 。
１ 材 料 与 方 法
１１ 试验 材 料 ．
能源生产国和能源消费国都在研究能源 的可持续发展问题 。
★
李春玲 ｔ ， 解成华 ｚ张 ，
宁 ｓ李 杰 ，
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［ 中粮生化能源（ 肇东 ） 限公 司， 有 黑龙江
摘
要： 木质纤维素原料 的预处理是 纤维素转化 乙醇过程 中的关键步骤， 其直接影响 着纤维素的水解效率和
纤维素产生 乙醇的生产成本 。 大量试验研 究证 明， 以秸 秆为原料 生产 纤维素酒精的预处理过程 ， 采用蒸汽爆破
ｐ ｅ ｕ ｅ ｔ ａ ｅ ｔｅ ｓ ｐ ｒ ｒ ｙ ｃ ｍｐ ｒｄ ｔ ｈ ｉ ｔ ｄ ａ ｉ ｙ ｍｌ ｓ ，ｅ ｓｅ ０ ｒａ ｉ ｈ ｎ ｕ ｔ ｎａ ｇ ｍｅ ｔ ｍｃ ｄ ｒ ０ ｈ ｖ ｈ ｕ ｅ ｉ ｉ ０ ａ ｅ ０ ｔ ｅ ｄ ｌ ｅ ｃｄ ｈ ｄ ｙ ｉ ａ ｉ ｒ ｔ ｅ ｌ ｅ ｔ ｅ ｉ ｄ ｓ ｙ ｅ ｌｒ ｅ ｎ ． ０ｔ ｕ ｓ ｚ Ｉ Ｋｅ ｒ ｓｓｍｗ ｃ ｙ ｔ Ｕ ｎｔ ；ｒ ｔ ａｍｅ ｔ ｔｅ ｍ ｘ ｌ ｓ ｎ ｃ ｌ ｌ ｓ ｔａ ｏ；ｃｄ ｍｅ ｈ ｄ ｅｈ ｎ ｌｙ ｅｄ ｙ ｗＯ ｄ ： ｔ ；ｒ ｓ ｉ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ห้องสมุดไป่ตู้ ； ｒａ ｅ ｐｏ ｉ ；ｅｌ ０ ｅ ｅｈ ｎ ｌ ｉ ｔ ｏ ；ｔ ａ ｏ ｉｌ ｙ ｒ ｓ ０ ｕ ａ
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生物质纤维素乙醇燃料生产技术开发与应用方案(四)
生物质纤维素乙醇燃料生产技术开发与应用方案一、实施背景随着全球能源需求的不断增长和对非可再生能源的担忧，生物质纤维素乙醇燃料作为一种可再生能源逐渐受到关注。
生物质纤维素乙醇燃料是通过将生物质纤维素转化为乙醇，进而用作燃料。
生物质纤维素是植物细胞壁中最主要的组成部分，其含有丰富的碳水化合物，可以通过生物转化技术将其转化为乙醇。
因此，开发和应用生物质纤维素乙醇燃料生产技术具有重要的意义。
二、工作原理生物质纤维素乙醇燃料生产技术主要包括以下几个步骤：1. 原料处理：将生物质纤维素原料进行预处理，包括研磨、预处理剂添加等，以提高纤维素的可降解性。
2. 纤维素降解：利用酶解技术将纤维素降解为可发酵的糖类物质，如葡萄糖。
3. 发酵：利用适宜的微生物菌株，将糖类物质发酵为乙醇。
4. 分离纯化：通过蒸馏等技术将发酵液中的乙醇纯化、浓缩，得到纯净的乙醇产品。
5. 燃料应用：将生产的乙醇用作燃料，如汽车燃料、工业燃料等。
三、实施计划步骤1. 原料选择：选择适合生物质纤维素乙醇燃料生产的原料，如秸秆、木材废料等。
2. 原料处理技术开发：开发高效的原料处理技术，提高纤维素的可降解性。
3. 酶解技术优化：优化酶解工艺，提高纤维素降解效率。
4. 发酵菌株筛选：筛选出高效的发酵菌株，提高乙醇发酵产率。
5. 乙醇纯化技术研究：研究乙醇纯化技术，提高乙醇产品的纯度。
6. 燃料应用研究：研究生物质纤维素乙醇燃料在不同领域的应用，如汽车燃料、工业燃料等。
四、适用范围生物质纤维素乙醇燃料生产技术适用于各种生物质纤维素原料，如秸秆、木材废料等。
同时，该技术可以应用于不同领域的能源需求，如交通运输、工业生产等。
五、创新要点1. 原料处理技术创新：开发高效的原料处理技术，提高纤维素的可降解性，降低生产成本。
2. 酶解技术优化：优化酶解工艺，提高纤维素降解效率，增加乙醇产量。
3. 发酵菌株筛选：筛选出高效的发酵菌株，提高乙醇发酵产率，缩短生产周期。
用木质纤维素原料生产燃料乙醇预处理工艺研究进展
［ 关键词］ 燃料乙醇；本质纤维素； 预处理
［ 图分类 号】Ｑ 中 Ｔ
ｆ 文献标 识码 】 Ａ
［ 文章编 号】Ｏ ７１６ （０００ －０ ８０ ｌ０－８５２ １）３０ １－３
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｐｒ ｇ ｅ ｓｉ ｅｒ ａ ｍ ｅ ｔｏ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｐｒ ｔ ｅ ｔ ｎ ｆ Ｌｉ ｎｏ ｅｌ ｌ ｓｃＭ ａ ｅ ｉｌ ｏ ｅ ｈ ｎｏ ｏ ｇ ｃ ｌｕ ｏ ｉ ｔ ｒａｓｆ ｒＦｕ ｌ Ｅｔ ａ ｌ Ｐｒ ｄｕｃｉ ｎ ｔｏ
ｗ ａ ｌｏｐ ｅ ｉｗ ｅ ｓ ｓ ｒｖ ｅ ｄ ａ Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄ ： ｅ ｔａ ｏ ； ｌ ｎ ｃ ｌｕｏ ｅ ｐ ｅｒ ａｍ ｅ ｔ ｙ ｒｓｆ １ ｈ ｕ ｅ ｎ ｌ ｉ ｏ ｅ ｌｌ ｓ ； ｒ ｔｅ ｔ ｎ ｇ
世界经济发展对能源需 求的持 续增长和 日益 严峻 的环境 问题迫使人们 寻求可再生能源 ， 燃料 乙醇就是其中一种重要的 可再生能源。 目前有很多国家在研究以木质纤维素资源为原料 生产燃料乙醇 。 木质纤维素的主要成分是纤维素 、 半纤维素和 木质素 ，木素 的存在阻碍了纤维素对酶的可及性 ＿。因此，要 ｌ Ｊ 充分利用木质纤维素类资源必须先对其进行有效 的预处理。 ０ ２ 世纪 ９ ０年代初 ，国内外学者开始对木质 纤维素 的预处理进行 研究 Ｊ 。目前 ， 木质纤维素的预 处理方法大致可分为物理法、 化学法、物理化学法以及生物法 。
度和预处理 时问对液态热水法预处理效果的影响非常显著 ， 随 着热 水温度 的提高和预处理 时间的延长 ， 半纤维素 的溶解程 度 相应增加 ，并且增加理是最早被 研究也是研究得最深入的化学法之一。 稀硫 酸是应用最广 泛的预处理方法 ，此外硝 “、盐酸 、 ｊ 磷 酸¨ 也被用于木 质纤维素预处 理。Ｚ ａ 等¨ ｈｏ 采用稀硫酸对 ｃｏ ｏ 茎进行预处理研究 ，结果表明 ，将其在１％ Ｈ２Ｏ４ ｒｆ ｎ ｌ Ｓ ，８ ： 液固比 ，１０ ℃条件下处理１０ｍｉ，４ ｌ ２ ２ ｎ ６％的物质被溶解 ， 还原糖浓度达３ ． ２８ ９％，纤 维素含量提高 到６ ．４％。Ｓ ｎ １ １ ｕ 等 采用稀硫酸处理黑麦杆 ， 结果表 明， 随着硫酸浓度 的提高和反 应 时 间的延 长 ，半 纤 维素 的溶 解 程 度显著 增 加 。在 ０ ％ ． ９ Ｈ Ｓ ４ ０ｍｉ ２Ｏ ，９ ｎ或 １ ． ２％ Ｈ Ｓ ４ ０ｍｉ ２Ｏ ，６ ｎ 条件 下处理黑麦杆 ， 超过５ ％的半纤维素被溶解 。计红果 等… ． Ｏ 在０８％硫酸水溶液 中加 入适量硫酸铁对玉 米秸秆粉于８ ～１０ ℃搅拌、 Ｏ ０ 蒸煮 回流 预处理 。 当底物／ 溶液 比为 １： ５ ／ 铁盐浓度为 １ ｍｏ Ｌ １ ｍＬ， ｇ ． ０ｍ Ｆ 、 处理４ｈ 时效果较好 ，纤维素转化率可 由４ ．％提高到５ ＿％， ６９ ３ １ 酶水解初始速率 由１ ． ｍｇ（ ｈ提高至 １． ｍｇ（ ｈ。龚大 ５０ ／ ｇ． ） ７９ ／ ｇ． ） 春等 研究表 明，酸法一 法结合处理小麦桔杆的最优条件为 酶 在８ ０℃、４％（ 体积分数） 的稀硫酸、固液比为１： ５ ２ 的条件下 水解４ｈ ，再在５ Ｏ℃、ｐ ． Ｈ ５ 、酶量２ Ｐ ｇｌ ２ ５ Ａ． － Ｆ 干物质、０１ ． ｍｇ ＭｇＯ 下水解１ ，葡萄糖得率为３．％，比未经酸处理直接 Ｓ ２ ｈ ４ ５ 酶解葡萄糖的得率提高５ ％。 ０ 稀酸处理法可以有效地提高纤维素水解效率 ， 但处理后一 部分糖转化成有毒 的脱氢化合物 ， 对微 生物具有不同程 度的毒 性 ，并且下游酶水解和发酵 时必须进行中和处理 。 ２２ 碱 法 －
纤维素乙醇生产工艺
纤维素乙醇生产工艺纤维素乙醇是一种可再生燃料，可通过生物质材料中的纤维素转化而成。
由于纤维素是植物细胞壁的主要成分，因此纤维素乙醇生产工艺主要涉及纤维素的预处理和生物转化两个步骤。
下面将介绍一种常用的纤维素乙醇生产工艺。
首先，纤维素的预处理是将木质纤维素从生物质材料中提取出来。
这可以通过磨碎、纤维化和蒸煮等方式实现。
首先，生物质材料如玉米秸秆或木材被粉碎成小颗粒以增加表面积。
然后，经过纤维化处理，将材料进一步细化为纤维素纤维。
最后，将纤维素纤维置于高温高压环境下进行蒸煮。
这一步骤中的蒸煮过程有助于分解纤维素颗粒和降低纤维素纤维的结晶度，使其更易于生物转化。
接下来是生物转化步骤，主要包括糖化和发酵两个过程。
首先，经过蒸煮的纤维素纤维被糖化成可发酵的糖分子，例如葡萄糖和木糖。
糖化是通过添加酶来实现的，酶可以将纤维素纤维中的糖链断裂为单糖。
这一过程需要在适当的温度和酸碱度下进行。
接下来，将糖溶液进行发酵，转化为乙醇。
发酵是通过添加酵母等微生物来实现的，它们能够利用糖分子进行代谢并产生乙醇和二氧化碳。
发酵过程需要在适当的温度和pH值下进行，并控制好氧气的供应以维持合适的微生物活性。
生物转化过程中还需要进行废物处理，如处理发酵剩余物和废水。
发酵剩余物可以通过压榨和干燥等方式得到固体废物，并可以用作饲料或肥料。
废水则需要经过处理，以达到环境排放标准。
最后，乙醇产物需要经过蒸馏和精炼等步骤进行纯化。
这些步骤包括蒸馏、脱水、分离等操作，可以将乙醇纯度提高到适用于工业和交通领域的要求。
总而言之，纤维素乙醇生产工艺主要包括纤维素预处理和生物转化两个步骤。
通过这些步骤，纤维素可以被转化为可再生的乙醇燃料，并且废物可以得到有效处理，从而实现了可持续发展的目标。
纤维素乙醇作为一种绿色能源，具有巨大的潜力在减少对化石燃料依赖和减少温室气体排放方面发挥重要作用。
生物质纤维素乙醇燃料生产技术开发与应用方案(二)
生物质纤维素乙醇燃料生产技术开发与应用方案一、实施背景：随着全球能源需求的不断增长和对传统化石燃料的限制，生物质纤维素乙醇作为一种可再生、清洁的燃料逐渐受到关注。
然而，目前生物质纤维素乙醇生产技术仍面临着诸多挑战，如原料成本高、生产效率低等问题。
因此，开发一种高效、低成本的生物质纤维素乙醇生产技术，具有重要的现实意义和广阔的市场前景。
二、工作原理：生物质纤维素乙醇燃料生产技术的工作原理主要包括生物质预处理、纤维素降解、糖化、发酵和乙醇分离等环节。
首先，通过物理、化学或生物方法对生物质进行预处理，去除其中的非纤维素成分，以提高纤维素降解效率。
然后，利用酶或酸碱等方法将纤维素降解为可发酵的糖类物质。
接下来，将糖化产物进行发酵，利用适当的微生物将糖转化为乙醇。
最后，通过蒸馏等分离技术将乙醇从发酵液中分离出来，得到纯度较高的乙醇产品。
三、实施计划步骤：1. 研究生物质纤维素乙醇生产技术的最新进展和研究成果，明确技术瓶颈和改进方向。
2. 设计并建立生物质预处理、纤维素降解、糖化、发酵和乙醇分离等关键环节的实验室规模试验装置。
3. 优化各环节的操作条件和工艺参数，提高生物质纤维素乙醇生产效率。
4. 进行中试规模的生产实验，验证技术的可行性和稳定性。
5. 在实际工业生产中应用该技术，进行规模化生产，并进行经济效益评估。
四、适用范围：生物质纤维素乙醇生产技术适用于利用各类植物纤维素作为原料，如农作物秸秆、木材废弃物、蔗渣等。
同时，该技术也适用于不同规模的生产，从实验室规模到工业化规模均可实施。
五、创新要点：1. 针对生物质纤维素乙醇生产过程中的瓶颈问题，采用先进的预处理技术，提高纤维素降解效率。
2. 优化发酵过程中的微生物菌种选择和培养条件，提高乙醇产量和发酵效率。
3. 引入高效的分离技术，提高乙醇的纯度和回收率。
六、预期效果：1. 提高生物质纤维素乙醇的生产效率，降低生产成本。
2. 减少对传统化石燃料的依赖，推动可持续发展。
生物质纤维素乙醇燃料生产技术开发与应用方案(五)
生物质纤维素乙醇燃料生产技术开发与应用方案一、实施背景随着全球能源需求的不断增长和对环境保护的要求日益提高，传统的化石能源已经面临着枯竭和环境污染的问题。
生物质纤维素乙醇燃料作为一种可再生、环保的替代能源，具有巨大的潜力和市场前景。
因此，开发和应用生物质纤维素乙醇燃料生产技术成为产业结构改革的重要方向。
二、工作原理生物质纤维素乙醇燃料生产技术是通过将生物质废弃物（如秸秆、木材废料等）经过预处理、酶解、发酵和蒸馏等工艺，将其中的纤维素转化为乙醇燃料。
具体工作原理如下：1. 预处理：将生物质废弃物进行粉碎、干燥等处理，以提高纤维素的可利用性。
2. 酶解：使用酶将纤维素分解为糖类物质，如葡萄糖。
3. 发酵：将葡萄糖等糖类物质通过微生物发酵转化为乙醇。
4. 蒸馏：对发酵产生的液体进行蒸馏，提纯乙醇。
三、实施计划步骤1. 前期调研：对生物质资源、生产工艺、市场需求等进行调研分析，确定技术可行性和市场前景。
2. 技术开发：开展生物质纤维素乙醇燃料生产技术的研发工作，包括预处理、酶解、发酵和蒸馏等关键环节的工艺优化和设备研发。
3. 中试阶段：在实验室的基础上，进行中试阶段的工艺验证和设备试验，优化工艺参数，提高生产效率和产品质量。
4. 生产示范：在中试成功后，建设生物质纤维素乙醇燃料生产示范基地，实现规模化生产。
5. 推广应用：根据市场需求，积极推广生物质纤维素乙醇燃料的应用，拓展产业规模。
四、适用范围生物质纤维素乙醇燃料生产技术适用于各类生物质废弃物的利用，如秸秆、木材废料、农作物残渣等。
在农村地区、农业废弃物资源丰富的地方，具有广泛的应用前景。
五、创新要点1. 工艺优化：通过对预处理、酶解、发酵等环节的优化，提高生产效率和产品质量。
2. 设备研发：开发适用于生物质纤维素乙醇燃料生产的高效设备，提高生产效率和设备稳定性。
3. 市场开拓：深入了解市场需求，拓展乙醇燃料的应用领域，寻找新的市场机会。
六、预期效果1. 资源利用：有效利用生物质废弃物资源，减少环境污染和土地占用。
纤维素乙醇工艺技术
纤维素乙醇工艺技术纤维素乙醇工艺技术是一种利用纤维素作为原料制取乙醇的生物质能源化工技术。
由于纤维素广泛存在于植物体内，含量丰富且可再生，因此利用纤维素制取乙醇是一种可持续发展的能源利用方式。
纤维素乙醇工艺技术主要包括纤维素的预处理、水解、发酵和蒸馏四个步骤。
首先是纤维素的预处理。
纤维素通常存在于植物细胞壁中，被一层复合物所包围，使得纤维素在水中难以分解。
因此，预处理的目的是打破细胞壁，释放纤维素分子。
预处理方法包括物理方法（如高温、高压和机械力）、化学方法（如酸处理和碱处理）和生物方法（如微生物处理）。
其次是纤维素的水解。
水解是将纤维素分解为葡萄糖单体的过程。
水解可以通过酸处理、酶处理或气相处理等不同方法进行。
酸处理是将纤维素与浓硫酸或盐酸等强酸进行反应，使纤维素分子断裂，产生葡萄糖。
酶处理则是利用纤维素酶将纤维素水解为葡萄糖。
气相处理是将纤维素与高温和气体反应，产生葡萄糖。
然后是纤维素的发酵。
在这一步骤中，将葡萄糖转化为乙醇。
一般采用微生物发酵的方法，常见的微生物有酿酒酵母和大肠杆菌等。
发酵过程需要提供适宜的温度、pH值和营养物质等条件，以确保微生物能够正常生长和繁殖，并产生乙醇。
最后是纤维素乙醇的蒸馏。
发酵产生的乙醇与其他杂质混合在一起，需要通过蒸馏分离纯净的乙醇。
蒸馏是利用乙醇的沸点较低于其他杂质的特性，通过升温蒸发乙醇，再将蒸汽冷凝为液体，从而得到纯净的乙醇。
纤维素乙醇工艺技术具有多方面的优势。
首先，纤维素作为再生能源的利用方式，具有可持续发展的特点，对环境友好。
其次，纤维素的资源广泛且可再生，可以充分利用农作物秸秆、废弃物和林业残余物等，避免了对食品作物的竞争。
此外，纤维素乙醇技术还可以降低温室气体的排放，减轻对化石能源的依赖，对于解决能源问题具有重要的意义。
然而，纤维素乙醇技术还存在一些挑战和问题。
其中，纤维素的预处理和水解过程中，能耗较高，工艺复杂，需要进一步优化。
同时，纤维素乙醇的生产成本较高，还需要通过技术革新和规模化生产的手段，降低成本，提高经济效益。
纤维素酒精生产过程中水稻秸秆处理工艺的研究
纤维素酒精生产过程中水稻秸秆处理工艺的研究摘要：秸秆中纤维素含量较高，其可以作为纤维素酒精生产的主要原料。
同时，秸秆成本低廉，因此用其生产纤维素酒精还可以降低生产成本。
目前，秸秆原料处理中的水热处理工艺是一项十分有潜力的技术，但传统水热处理工艺中存在一些不足，所以需要对其进行完善，以切实提升纤维素酒精生产的效率。
本文主要通过在水热处理中增加醋酸来观察PH值、反应时间以及温度度水热处理与酶解收率的影响，进而从中找到最佳的水热处理条件，使水热处理工艺得以完善。
关键词：纤维素；酒精；水稻秸秆秸秆是一种重要的农作物副产物。
我国作为农业大国，每年的水稻秸秆产量十分庞大。
但就目前而言，我国各地对水稻秸秆的应用仍只是局限在将其作为肥料、饲料上，或者直接对其进行焚烧处理，这不仅造成了大量秸秆资源的浪费，更引发了严重的环境污染问题。
从资源角度讲，秸秆本身是一种十分有用的可再生资源，其可以被作为纤维素酒精的主要生产原料来为社会提供大量乙醇燃料，从而为缓解当前的能源紧缺问题起到重要作用。
而对于纤维素酒精产业的发展而言，加强水稻秸秆资源科学高效转化的研究也是当前十分重要研究课题。
这主要是因为充分运用水稻秸秆资源不但可以解决纤维素酒精的生产原料问题，更能够降低生产成本，促进产业更加健康可持续发展。
正常的纤维素酒精生产过程包含原料预处理、酶解、发酵、酒精纯化以及废水处置等环节，其中原材料的预处理是整个生产过程的最基础阶段，主要通过脱除原材料内的半纤维素来使纤维素更好的参与到后续生产环节，以提升整个生产过程的效率。
目前，纤维素酒精生产中材料的处理工艺多以物理、化学与生化方法为主，然而这些处理工艺或多或少都存在一些局限或不足。
对此，探索出更为高效、绿色的预处理工艺就成为提升纤维素酒精生产水平的关键。
此次研究主要在水热处理工艺的基础上通过增加可生物讲解的醋酸来探究其对处理工艺的影响效果，进而确定出最优的水热处理工艺条件。
1实验材料与方法1.1实验材料此次研究中所使用的水稻秸秆材料主要采用风干并粉碎后的40-60目秸秆颗粒，其主要成分及占比为：纤维素39.88%、半纤维素24.36%、木质素17.48%、灰分4.71%、可溶物11.98%。
利用纤维素作物生产乙醇预处理技术
食品工业科技综 述 S cience and Technology of Food Industr y310 2008年第08期利用纤维素作物生产乙醇预处理技术雪金勇1,马晓建1,李肖斌1,贾现伟2(11郑州大学化工学院,河南郑州450001;21河南龙宇煤化工有限公司,河南永城476600)摘 要:纤维素作物中的纤维素、半纤维素、木质素紧密结合在一起,经预处理后可以水解半纤维素和纤维素,并破坏木质素,增大物质与酵母的接触面积,从而增大乙醇产量。
总结了目前较有成效的预处理技术,并对其进行了比较,指出了未来发展的方向。
关键词:纤维素作物,预处理,水解,乙醇,发展方向Pretrea t m en t technology of ethanol producti on utili z i n g li gocellulosi c cropXUE J i n -yong 1,M A X i a o -ji a n 1,L I X i a o -b i n 1,J I A X i a n -we i2(11Depart m ent of Che m ical Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou 450002,China;21Henan Longyu Coal Che m ical L td 1,Yongcheng 476600,China )Ab s trac t:C e ll u l os e hem i c e ll u l os e a nd li g n in c om b ine tog e the r i n lig noc e ll u los ic c rop ,hyd ro lys is of hem i c e ll u l os e a nd c e ll u l os e,d is rup tion of lig n in,e nha nc em e n t of c on ta c t s u rfa c e a re a c a n b e ob ta i ne d th roug h p re tre a t m e n t,thus the yi e l d of e tha no l is e n la rg e d 1The e ffe c tive p re tre a t m e n t te c hno log y w e re s um m a rize d a nd c om p a re d w ith e a c h o the r,it ’s fu tu re d e ve l op ing w a y w a s p o in te d 1Ke y wo rd s:lig noc e ll u l os ic c rop;p re tre a t m e n t ;hyd ro lys is;e tha no l ;d e ve l op ing w a y中图分类号:TS20111 文献标识码:A 文章编号:1002-0306(2008)08-0310-03收稿日期:2007-12-27作者简介:雪金勇(1982-),男,硕士,主要从事无水乙醇脱水研究。
纤维素乙醇生产技术及产业化进展
纤维素乙醇生产技术及产业化进展摘要：近年来，随着粮食价格的不断上涨，土地资源日益紧张，以粮食为原料的生物液体燃料技术发展前景并不乐观。
木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源，以其作为原料生产生物乙醇最具发展前景。
利用现代化生物技术手段开发以纤维素为原料的生物能源，已成为当今世界发达国家能源战略的重要内容，并在纤维素乙醇关键生产技术上取得了重要的进展，已建成或在建多套中试生产线及示范性工厂。
纤维类燃料乙醇发展正步入产业化初期阶段。
1原料预处理技术木质纤维素原料包括玉米秸秆、麦秆、高粱秸秆、稻草、木薯秸秆或棉花秸秆的农业废弃物；糠醛渣、木薯淀粉或木薯酒精的木薯渣的工业废弃物；废纸及含纤维素成分城市垃圾等。
由于半纤维素和木质素对纤维素的包裹作用及纤维素本身的结晶结构，木质纤维素中的纤维素成分很难直接被微生物利用转化为乙醇[3]，需要先进行预处理破坏纤维素的结晶结构，脱除木质素或半纤维素，增加纤维素酶的可及度，从而提高纤维素水解糖化的效率。
预处理技术方案对后续的酶解发酵、废水处理等过程有很大的影响，是实现纤维素原料资源利用最大化及清洁生产的关键技术。
近年来，人们对于酸碱预处理及水热预处理等方法进行了大量的研发工作。
1.1酸预处理纤维素原料的酸预处理技术是纤维素原料在酸性介质条件下水解其中的半纤维素，部分降解木质素，破坏纤维素原料内部半纤维素和木质素对纤维素包裹紧密的空间结构，增大纤维表面孔穴的体积，提高纤维素酶与纤维素的接触面积，从而提高纤维素的水解糖化效率，最常采用的酸是硫酸、盐酸等。
Lioyd[4]等采用0.98%的稀硫酸溶液，在温度140℃、停留时间40min条件下对玉米秸秆原料进行预处理，处理后的原料采用纤维素酶对纤维素进行水解，预处理过程及酶水解过程的总糖收率高达93%。
1.2碱预处理纤维素原料的碱预处理技术是纤维素原料在碱性介质条件下，溶胀纤维素原料，皂化木质素和半纤维素之间的醚键，溶出木质素，破坏细胞壁的三维网状结构，降低纤维素的结晶度，从而提高纤维素酶的可及度和生物质的水解糖化效率，过程不产生糠醛等发酵抑制物，预处理液需要大量的酸进行中和，最常用的碱有NaOH、Ca(OH)2等。
生物质纤维素乙醇燃料生产技术开发与应用方案(三)
生物质纤维素乙醇燃料生产技术开发与应用方案一、实施背景随着全球能源需求的不断增长和对环境污染的关注，生物质纤维素乙醇作为一种可再生能源逐渐受到重视。
然而，目前生物质纤维素乙醇燃料生产技术仍然面临着许多挑战，如原料成本高、生产效率低等问题。
因此，开发和应用高效的生物质纤维素乙醇生产技术具有重要的意义。
二、工作原理生物质纤维素乙醇燃料生产技术的核心是将生物质纤维素转化为乙醇。
其主要步骤包括生物质预处理、酶解、糖化、发酵和乙醇提取。
具体工作原理如下：1. 生物质预处理：通过物理、化学或生物方法，将生物质纤维素与木质素等非纤维素物质分离，提高纤维素的可降解性。
2. 酶解：将预处理后的纤维素与酶反应，将纤维素水解为可发酵的糖类物质，如葡萄糖。
3. 糖化：将酶解得到的糖类物质进行糖化反应，将葡萄糖转化为乙醇发酵所需的底物。
4. 发酵：利用酵母等微生物将糖类物质发酵为乙醇。
5. 乙醇提取：通过蒸馏等方法将发酵得到的乙醇纯化。
三、实施计划步骤1. 建立生物质纤维素乙醇燃料生产实验室：购置实验设备和仪器，建立实验室，为后续的技术开发和优化提供基础。
2. 生物质预处理技术开发：研究和开发高效的生物质预处理技术，提高纤维素的可降解性。
3. 酶解和糖化技术开发：筛选和优化高效的酶解和糖化酶，提高纤维素的转化效率。
4. 发酵技术开发：筛选和培育高效的发酵菌株，提高乙醇产量和产率。
5. 乙醇提取技术开发：研究和开发高效的乙醇提取技术，提高乙醇纯度和回收率。
四、适用范围生物质纤维素乙醇燃料生产技术适用于生物质资源丰富的地区，如农业废弃物、林业废弃物和能源作物等。
同时，该技术也可以与传统的乙醇生产技术相结合，提高生物质资源的综合利用效率。
五、创新要点1. 生物质预处理技术的创新：开发高效的生物质预处理技术，提高纤维素的可降解性，降低生产成本。
2. 酶解和糖化技术的创新：筛选和优化高效的酶解和糖化酶，提高纤维素的转化效率，提高乙醇产量。
生物质纤维素乙醇燃料生产技术开发与应用方案(一)
生物质纤维素乙醇燃料生产技术开发与应用方案一、实施背景生物质纤维素乙醇燃料是一种可再生、低碳的替代传统石油燃料的新型能源。
随着全球能源需求的增长和环境问题的日益突出，发展生物质纤维素乙醇燃料生产技术具有重要的战略意义。
然而，目前生物质纤维素乙醇燃料生产技术仍面临着工艺复杂、成本高、产量低等问题，亟需进行技术开发与应用方案的研究。
二、工作原理生物质纤维素乙醇燃料的生产技术主要包括生物质预处理、酶解、发酵和乙醇提取等步骤。
首先，通过生物质预处理，将生物质中的纤维素和半纤维素转化为可溶性糖，提高生物质的可降解性。
然后，利用酶解技术将可溶性糖转化为葡萄糖，进一步提高糖化效率。
接下来，通过发酵过程，利用适当的微生物将葡萄糖转化为乙醇。
最后，采用适当的乙醇提取技术，将乙醇从发酵液中分离出来，得到纯度较高的生物质纤维素乙醇燃料。
三、实施计划步骤1. 研究生物质纤维素乙醇燃料生产技术的前沿进展，分析现有技术的优缺点。
2. 设计生物质预处理的工艺流程，优化预处理条件，提高生物质的可降解性。
3. 选择适当的酶解剂和酶解条件，提高酶解效率。
4. 筛选适合的发酵微生物，优化发酵条件，提高乙醇产率。
5. 选择适当的乙醇提取技术，提高乙醇的纯度和提取率。
6. 进行实验室规模的试验，验证技术的可行性。
7. 进行中试和工业化试验，验证技术的可扩展性和经济性。
四、适用范围生物质纤维素乙醇燃料生产技术适用于各种生物质资源，如秸秆、木材废料、农作物残渣等。
同时，该技术还适用于不同规模的生产，可以在小型、中型和大型生产中应用。
五、创新要点1. 优化生物质预处理工艺，提高生物质的可降解性。
2. 选择高效的酶解剂和酶解条件，提高酶解效率。
3. 筛选高产乙醇的发酵微生物，优化发酵条件，提高乙醇产率。
4. 选择高效的乙醇提取技术，提高乙醇的纯度和提取率。
六、预期效果通过生物质纤维素乙醇燃料生产技术的开发与应用，预期可以实现以下效果：1. 提高生物质纤维素乙醇的产量和纯度。
纤维质生物乙醇生产预处理及分析方法
第26卷,总第149期2008年5月,第3期《节能技术》E NERGY C ONSERVATI ON TECH NO LOGY V ol 126,Sum 1N o 1149May 12008,N o 13纤维质生物乙醇生产预处理及分析方法颜进华(广东轻工职业技术学院,广东 广州 510641)摘 要:生物乙醇取代石油燃料的比例增加,生物乙醇的原料也转向更为安全的纤维天然资源。
本文综述了草本与木本植物资源作为生物燃料的预处理方法,并简要列举了木素化学结构的分析方法和糖类的分析方法。
总体上说,草本植物由于木素含量相对较低及灰分含量较高,应与木本植物的分析方法有所不同。
关键词:生物质;预处理;分析方法中图分类号:T Q51712 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2008)03-0228-04Bio -fuel Fibrous R esource Analysis Method R evie wY AN Jin -hua(C ollege of G uangdong Light Industry T echnology ,G uangzhou 510641,China )Abstract :Fibrous res ource is known as the main biomass for bio -fuel research 1The paper introduced several pretreatment methods for biomass ,typically for lignin extraction is olation 1Analysis methods for lignin chemical structures were briefly reviewed 1G enerally ,it is believed that herbaceous biomass should be treated differently with w oody sam ples 1K ey w ords :biomass ;pretreatment ;analysis method收稿日期 2008-04-16 修订稿日期 2008-04-22作者简介:颜进华(1970～),女,博士,副教授,研究可再生能源、清洁生产等。
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纤维素乙醇的原料来源于秸秆、草皮、树皮和城市垃圾等，与利用粮食提取乙醇的传统方法相比，不存在与人争粮的问题，其产业化更可变废为宝[1]。
由于纤维素是多组分物料，利用其制备乙醇时必须转化为葡萄糖。
影响纤维素分子降解的主要因素是纤维素的晶体结构及其周围的木质素。
采用酶法制备乙醇时，纤纤维素乙醇生产中的预处理技术田龙，马晓建*（郑州大学化工与能源学院，河南郑州450001）摘要：当前，寻求可再生的清洁能源成为全球亟待解决的问题。
纤维素原料十分丰富，又是可再生资源，利用纤维素制备纤维素燃料乙醇是发展新能源的重要途径，具有巨大的潜力和可再生性。
纤维素原料的预处理是其转化乙醇过程中的关键步骤，直接影响着纤维素的水解效率和纤维素产生乙醇的生产成本。
本文简要综述了各种纤维素原料预处理方法，并对各种方法的优缺点进行了分析和讨论。
关键词：纤维素乙醇；预处理；木质素中图分类号：TQ223.12文献标识码：A文章编号：0254-5071（2010）05-0008-05Pretreatment techniques in the alcohol production with lignocelluloseTIAN Long,MA Xiaojian*(College of Chemical Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou450001,China)Abstract:Nowadays,searching for the renewable and clean energy has became one key issue to deal with.Ethanol fuel is the optimal substitute energy for fossil fuel.Lignocellulose is a vast renewable resource with great potential for significant renewable energy fuel such as fuel alcohol production.The production of fuel alcohol from lignocellulose is an effective way to improve energy structure,at the same time,it can realize sustainable development of rural economy.The pretreatment is one of the critical steps in the transformation of lignocellulosic materials to ethanol, which would directly influence hydrolysis efficiency of cellulose and cost of ethanol production.In this article,all kinds of pretreatment techniques of cellulose materials were briefly summarized,the advantages and disadvantages of different pretreatment methods were discussed and analyzed in detail. Key words:cellulosic fuel ethanol;pretreatment;lignin收稿日期：2009-12-11基金项目：国家十一五科技支撑计划项目（2007BAD66B04）作者简介：田龙（1977-），男，讲师，研究方向为生物质能源的开发与利用；马晓建*，教授，通讯作者。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!维素酶必须接触吸附到纤维素底物上才能使反应进行，因此，纤维素对纤维素酶的可及性是决定水解速度的关键因素。
由此可知，对纤维素原料进行预处理是制备乙醇的第1步，预处理的目的是将纤维素、半纤维素和木质素分离，打破纤维素的晶体结构，使纤维素酶渗透进纤维素内部，从而有效酶解纤维素。
纤维素的预处理技术应达到以下要求：①有利于糖化，同时减少酶的用量；②避免碳水化合物的降解；③避免生成乙酸、糠醛等对发酵起抑制作用的副产品；④分离出的木素和半纤维素纯度较高。
目前，纤维素原料的预处理方法很多，可分为物理法、化学法、物理化学相结合法及生物法等。
1物理法常见的物理法预处理技术有机械粉碎法、液态热水法、微波和超声波处理、冷冻粉碎、γ射线处理等，该类方法处理纤维素工艺简单，环境污染小，但需要较高的能量和动力，其耗能约占糖化过程总耗能的50%以上[2]。
1.1机械粉碎法机械粉碎法主要是利用削片和粉碎等机械手段将物料处理成细小颗粒，削片的颗粒大小为10mm~30mm，粉碎的颗粒大小为0.2mm~2mm，颗粒直径降低可提高物料的比表面积，减少纤维素的结晶区，能使催化剂、酶、蒸气等快速传输到纤维内部。
但机械粉碎法没有将对酶可及性造成阻碍的木质素及半纤维素从纤维中分离，造成木质纤维素的水解速度及糖化率不高。
在所有的粉碎处理中，以研磨中的球磨尤其是振荡球磨的效率为最高[3]。
徐忠等[4]认为，随着大豆秸秆粉碎细度的增加，酶解液还原糖量逐渐增加，但木质纤维素颗粒细小到一定程度后，继续粉碎只能有限地提高酶解效率，而处理成本却相对增加很多。
1.2液态热水法液态热水法是将纤维素物料置于200℃~230℃高压热水中处理2min~15min，使物料的40%~60%溶解，可除去4%~22%的纤维素、35%~60%的木质素及所有的半纤维素。
然后用酸水解生成的糖液，可使以单糖形式存在的半纤维素的回收率高于90%，且可使活性纤维转化率超过90%，但这种预处理方法只能在较低固体含量（≤20%）条件下进行，能耗较大，效率较低。
LASER M等[5]发现液态热水的pH值和固体含量均影响预处理效果：当液态热水的pH值从3.7降至3.3时，木糖的回收率从83%降至66%；随着固体含量的增加，液态热水的pH值相应下降，木糖的回收率显著下降。
热水的温度也对预处理效果产生显著影响，随着热水温度的提高，半纤维素的溶解程度显著增加，预处理时间同样为2min，蔗渣的热水预处理温度从200℃升至220℃时，木糖的溶解度从34%升至88%，糖化率从43%升至61%。
预处理时间对预处理效果的影响非常显著，研究表明，随着预处理时间的延长，半纤维素的溶解度相应增加，且增加幅度相当显著[6]。