我国纤维素类生物质高效转化利用技术取得阶段性进展
浅析纤维素生物质热解技术工艺的进展(刘锋)
浅析纤维素生物质热解技术工艺的进展刘锋（安徽雷鸣科化股份有限公司；安徽淮北235042）摘要：本文浅析生物质的用途与获取方法、热解技术工艺、纤维素的热解机理、纤维素热解产物及热解技术存在问题。
关键词：纤维素；生物质；热解；能量1生物质简介1）生物质的用途。
生物质是植物通过光合作用将空气中CO2和H2O转化后进行储存所获得的能量，是地球上最广泛存在的可再生资源。
由于它具有产量巨大、可再生性、能进行碳循环、可液化获得液体燃料、可热解获得多种高附加值的化学产品和生物油等特点，所以被国际广泛关注，并成为研究热点。
生物质产品应用过程中排放的CO2和吸收的CO2相平衡，不仅没有额外增加大气中CO2的含量，还能降低形成酸雨气体含量。
2）成品生物质的获取。
对纤维素类生物质，主要指植物的秸秆。
如树木、农作物秸秆、草类及工农业生产副产品（甘蔗渣、橄榄渣等废料）。
主要成分：纤维素、半纤维素、木质素。
纤维素类生物质的处理方法：生物转换法、物理转换法、热化学转换法。
热化学转换包括直接燃烧、气化、裂解。
直接燃烧只能获得生物质总能量的10%～20％，采用新型设计的省柴灶能提高到40%～50%，有的用于直燃发电。
气化可获得甲烷（CH4）、CO、H2及小分子气态烃，既可直接燃烧提供热量，又可作为原料合成甲醇等燃料。
热解是在隔绝或少量供氧条件下加热分解获得炭、液体油、气体的过程。
热解产物炭可作为生产活性炭的原材料、液体生物油含有多种化工行业所必须的原材料及高附加值产品，并改性后直接用于透平机，气体可合成甲醇等燃料。
一般热解可将低能量密度的生物质转化为高能量密度的气、液、固产品，便于储存运输。
2热解技术工艺1）热解技术。
在热解过程中，首先需要热解反应器，它是热解研究技术的重点之一，其类型和传热传质方式，直接影响热解产物的分布。
热解反应器设计中必须考虑的基本因素：生物质在反应器内的流动方式、较高的热质传递速率、准确的温度控制及热解蒸汽的快速冷凝。
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
生物质新纤维发展现状与趋势
发展我国生物质纤维的战略思考
• 国内涉足新型生物质纤维领域的单位有很多， 但没有真正形成合力；一些生产企业均各自为 战，技术保密和重复研发的情况比较严重。 • 日益严重的粮食问题制约了以玉米等粮食为 原料的生物质合成纤维的发展。甲壳素纤维原 料则过度依赖进口，导致成本过高。 • 国家目前对新型生物质纤维尚没有标准和检 测的具体要求，企业实行各自的纤维技术标准， 有的纤维技术指标明显与现实不符。
发展战略 -- 战略重点
发展我国生物质纤维的战略思考
生物质合成纤维的预期发展目标
生物合成纤维 名称 聚乳酸纤维
2011年
2015年
2020年
工程化、产业化 产业化 产业化 （产能2000吨/年）（产能5万吨/年）（产能20万吨/年） 产业化 产业化 产业化 PTT和PDT纤维 （产能100万吨/ （产能3万吨/年）（产能50万吨/年） 年） 工程化、产业化 产业化 PBST纤维 中试研究 （产能3000吨/年）（产能2万吨/年） 工程化、产业化 产业化 PHBV改性纤维 中试研究 （产能3000吨/年）（产能2万吨/年） 非粮食制糖关 工程化、产业化 产业化 中试研究 键技术 （产能3000吨/年）（产能5万吨/年）
⑤其他生物 蛋白质应用 视科技发展 形势逐步推 进。
发展战略 -- 战略重点
发展我国生物质纤维的战略思考
生物蛋白质纤维的预期发展目标
2011年 工程化，产业化 （批量生产） 工程化，产业化 （批量实验） 工程化，产业化 （批量实验） 工程化，产业化 （批量实验）
2015年 2020年 工程化，产业化 工业化，产业化 乳酪蛋白/聚丙烯腈纤维 （1000吨/年） （1000吨/年） 工程化，产业化 羊毛粉/粘胶纤维 （100吨/年） （100吨/年） 工程化，产业化 蚕丝再生/粘胶纤维 （1000吨/年） （100吨/年） 工程化，产业化 羽毛粉/粘胶纤维 （1000吨/年） （100吨/年） 工程化，产业化 皮革胶原/丙烯腈纤维 批量试验 （2000吨/年） （1000吨/年） 工程化 蜘蛛牵引丝蛋白长丝纤维 实验室试验 中试 （200吨/年） 羊毛细粉人造血管 实验室试验 中试 中试 工程化，产业化 工程化，产业化 工程化，产业化 天然彩色桑蚕丝 （100吨/年） （200吨/年） （400吨/年） 工程化，产业化 工程化，产业化 荧光桑蚕丝 中试 （100吨/年） （200吨/年）
纤维素研究综述(DOC)
纤维素水解研究综述1.1生物质的转化与利用生物质是指一切直接或间接利用植物光合作用形成的有机物质。
包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等。
从能源的角度，生物质的能量来源于太阳能，是太阳能的一种储存形式；从资源的角度，生物质是地球上唯一可再生的碳资源。
在人类漫长的历史长河中，生物质扮演了重要的角色，它不仅是人类赖以生存的食物来源，而且为人类发展提供了必需的物质基础，包括：织物、建材、纸张、酒精、木炭等材料和燃料。
直到今天，生物质仍然是一些发展中国家的主要能源和材料来源，而一些发达国家也将生物质作为重要的能源补充，例如：在瑞典和芬兰生物质占到其总能源消费的17.5%和20.4%。
进入工业革命以后，随着煤炭、石油和天然气开采和利用技术的成熟，化石资源逐渐取代生物质，成为了人类社会发展所依赖的原料基础，极大地促进了人类社会的进步。
19世纪中期，美国90%的燃料供给来自于生物质，而到19世纪末20世纪初，这一局面彻底改变了，化石资源占据了绝对主导地位。
另一方面，化石资源的肆意开采和大量使用不仅造成了化石资源的短缺，更加剧了生态环境的日益恶化。
人类在享受社会进步成果的同时也在承受着工业文明的“后遗症”。
进入二十一世纪，资源的枯竭和环境的恶化迫使人类重新回到可持续的发展道路上，并且将目光重新投向曾经赖以生存和发展的生物质资源。
然而原始的粗放式的生物质利用方式已经无法满足当前人类发展的需求，我们必须以现有的生物质资源为研究对象，借鉴化石资源利用的成功经验，提出生物质综合利用的可行性路线，发展新型高效的生物质利用技术，从而实现生物质替代化石资源促进人与自然和谐发展的美好愿景。
1.1.1生物燃料简介生物燃料顾名思义就是指由生物质转化得到的燃料，包括：生物乙醇、生物柴油、生物丁醇、生物质热解油、生物质颗粒、木炭、沼气、H2、合成气(CO+H2)以及由合成气制备的甲醇、高级脂肪醇、二甲醚和烷烃等。
按照生物燃料生产原料的来源划分，可以将其分为第一代生物燃料和第二代生物燃料。
中国生物质能产业发展现状及趋势分析
中国生物质能产业发展现状及趋势分析一、本文概述本文旨在全面解析中国生物质能产业的发展现状及其未来趋势。
生物质能作为一种清洁、可再生的能源形式，对于缓解化石能源压力、减少环境污染以及推动绿色经济发展具有重要意义。
文章首先回顾了生物质能产业的发展历程，随后详细分析了当前产业的技术水平、市场规模、政策环境等方面的情况，并探讨了存在的主要问题和挑战。
在此基础上，文章进一步展望了生物质能产业的未来发展趋势，提出了促进产业发展的策略和建议。
通过本文的研究，希望能够为政府、企业和社会各界提供参考，推动中国生物质能产业的持续健康发展。
二、中国生物质能产业发展现状近年来，随着全球能源结构的转型和环境保护的日益重视，生物质能作为一种清洁、可再生的能源形式，在中国得到了广泛的关注和发展。
生物质能产业在技术进步、政策支持、市场需求等多方面因素的推动下，呈现出蓬勃发展的态势。
在政策方面，中国政府高度重视生物质能产业的发展，制定了一系列支持政策。
例如，国家能源局和财政部联合发布的《关于促进生物质能供热发展的指导意见》明确提出了生物质能供热的发展目标、重点任务和保障措施。
各地政府也出台了一系列地方性政策，鼓励生物质能项目的建设和运营。
在技术进步方面，中国生物质能产业在生物质发电、生物质成型燃料、生物质液体燃料等领域取得了显著进展。
生物质发电技术日趋成熟，装机容量和发电量均保持了快速增长。
同时，生物质成型燃料和液体燃料的技术研发和应用也取得了重要突破，为生物质能的多元化利用提供了有力支撑。
在市场需求方面，随着环保意识的提高和能源结构的调整，生物质能在供热、发电等领域的需求不断增长。
特别是在农村地区，生物质能作为一种可再生的能源形式，对于改善农村能源结构、提高农民生活水平具有重要意义。
生物质能还可以与农业、林业等产业相结合，形成产业链上下游的协同发展。
然而，尽管中国生物质能产业取得了显著进展，但仍面临一些挑战和问题。
例如，生物质能资源分散、收集难度大，导致原料成本较高；生物质能产业的技术水平和市场竞争力还有待提高；政策支持力度和市场环境仍需进一步优化等。
木质纤维素类生物质高效制糖及综合利用关键技术_概述及解释说明
木质纤维素类生物质高效制糖及综合利用关键技术概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在概述和解释木质纤维素类生物质高效制糖及综合利用关键技术。
随着全球能源需求的日益增长和环境污染问题的加剧，寻找新型可再生能源和可持续发展路径已成为当前国际社会的共同关注点。
作为最为广泛分布且主要来源的生物质资源之一，木质纤维素类生物质以其丰富的碳水化合物组分倍受研究者们的关注。
近年来，众多科学家和工程师致力于利用先进的技术手段将木质纤维素类生物质转化为有价值的糖类产物，并开发出相关综合利用方法，以实现生物质资源高效利用，从而满足能源、化工品和材料等多领域的需求。
1.2 文章结构本文将按照以下结构来进行叙述：首先，在第2部分中，我们将重点介绍木质纤维素类生物质高效制糖关键技术。
这包括分离和预处理、酶法降解和水解以及纤维素糖化工艺优化等方面的内容。
然后，在第3部分中，我们将探讨木质纤维素类生物质综合利用关键技术，包括生物质能源转化、生物质制备化学品与材料以及生物质废弃物资源化利用等领域的技术进展。
最后，在第4部分，我们将总结本文中介绍的主要观点和发现，并对未来的研究方向提出建议。
1.3 目的通过本文的详细介绍与说明,我们旨在提供一个全面而清晰的概述木质纤维素类生物质高效制糖及综合利用关键技术。
希望这些信息能够为科学家、工程师和相关领域的研究人员提供有价值的参考，并推动木质纤维素类生物质转化成果在实际应用中更好地推广和落地。
只有通过不断创新和完善相关技术，才能实现可持续发展并促进全球环境保护与经济建设的协调发展。
2. 木质纤维素类生物质高效制糖关键技术2.1 分离和预处理木质纤维素类生物质是一种复杂的多聚糖结构，其中包含纤维素、半纤维素和木质素等组分。
在高效制糖过程中，首先需要对原料进行分离和预处理。
分离主要是将木质纤维素类生物质与其他杂质分离开来，以提高后续酶解过程的效率。
预处理则是通过物理、化学或生物方法对木质纤维素类生物质进行改性，以增加其可降解性和易于转化为糖类的特性。
生物质转化技术的最新进展与挑战
生物质转化技术的最新进展与挑战随着全球对可持续能源和资源的需求不断增长，生物质转化技术作为一种有潜力的解决方案，正经历着快速的发展。
生物质是指来源于植物、动物和微生物等有机物质，包括木材、农作物秸秆、藻类等。
通过各种转化技术，这些生物质可以被转化为能源、化学品和材料等有价值的产品。
一、最新进展（一）生物发酵技术生物发酵技术在生物质转化中发挥着重要作用。
例如，利用微生物将生物质中的糖类转化为乙醇，这一技术已经相对成熟。
新型的发酵菌株和优化的发酵工艺不断提高乙醇的产率和纯度。
此外，微生物发酵还可以生产丁醇、丙酮等其他生物燃料，为替代传统化石燃料提供了更多选择。
（二）热化学转化技术热化学转化包括热解、气化和液化等过程。
热解技术能够将生物质在无氧或缺氧条件下分解为生物油、生物炭和可燃性气体。
近年来，通过改进热解反应器的设计和操作条件，生物油的品质得到了显著提升，其含氧量降低，热值增加。
气化技术则将生物质转化为合成气（主要成分是一氧化碳和氢气），可用于发电或合成化学品。
高效的气化炉和催化剂的研发，使得合成气的产率和质量都有所提高。
液化技术将生物质在高温高压下转化为液体燃料，具有较高的能量密度和稳定性。
（三）酶催化转化技术酶作为生物催化剂，具有高效、特异性强和环境友好等优点。
在生物质转化中，酶可以用于水解纤维素和半纤维素为可发酵性糖，从而提高生物燃料的生产效率。
新型酶的发现和基因工程技术的应用，使得酶的活性和稳定性得到了改善，降低了生产成本。
（四）综合利用技术生物质转化不再局限于单一产品的生产，而是朝着综合利用的方向发展。
例如，将生物质热解产生的生物油进行精炼，提取高附加值的化学品，同时将剩余部分用于燃烧发电；或者将气化产生的合成气用于生产多种化学品，实现资源的最大化利用。
二、面临的挑战（一）原料供应的不确定性生物质原料的收集、运输和储存存在一定困难。
由于生物质分布较为分散，收集成本较高，而且其季节性和地域性差异较大，导致原料供应不稳定。
关于利用微生物用于木质纤维素生物质转化为燃料乙醇的研究进展综述
关于利用微生物用于木质纤维素生物质转化为燃料乙醇的研究进展综述摘要：木质纤维素生物质是一种廉价、易得的可持续发展的潜在新能源材料，随着能源危机的加剧，由木质纤维素生物质转化为燃料乙醇成为开发新能源的一个新突破口。
国内外近年来在这个领域都有很多研究成果。
本文就微生物在木质纤维素生物质转化为燃料乙醇的预处理、水解中的应用作出综述，分析了现在木质纤维素生物质转化为燃料乙醇要想实现产业化所遇到的问题，并提出几条对策。
关键词：木质纤维素、燃料乙醇、发酵、纤维素酶、研究进展随着现代工业与经济的发展，能源需求日益增加。
特别是石油能源，由于人类社会的不断开采，石油资源目前面临着枯竭的危险。
据2010年11月8号《环境科学与技术杂志》发表的研发报告显示，以当前的使用速度，化石燃料原料将在2050年前枯竭，而石油开采量下降10%～15%足以令发达工业国家的经济完全瘫痪1。
这就意味着，要想保证人类社会的继续发展，寻求清洁、可持续的新能源已经成为了人类一项必须要完成的任务。
因此，越来越多的国家已将生物质能源产业作为国家的一项重大战略推进，纷纷投入巨资进行生物质能源的研发。
20世纪70年代石油危机以来，一些国家开始尝试利用生物质资源生产液体燃料2。
继美国和巴西用玉米和甘蔗生产燃料乙醇成功后，欧盟、日本、加拿大、印度等国家和地区也先后加大用粮食制备燃料乙醇的投入，2006年，仅美国由玉米淀粉生产乙醇的产量就达到了50亿加仑3。
然而，随着随着世界耕地面积的缩小和人口数量的急剧增多，世界粮食价格也在近年出现大幅攀升。
如何寻求价格低廉且来源广泛的替代原料来生产燃料乙醇，成为了发展生物质能转化为乙醇新能源亟待解决的问题。
木质纤维素生物质如农林牧业加工废弃物，是可再生、价廉易得和来源丰富的资源和能源。
全球每年光合作用的产物高达1500-2000亿吨，其中80%以上为木质纤维素生物质(如秸秆、草类、树木等)4。
利用木质纤维素生物质生产乙醇不仅有利于环境保护和资源再利用，而且可减少温室气体的排放和缓解化石能源的危机，因此成为了一条解决新能源问题的新途径，其研究得到了世界各国的大力支持，并且也取得了很多阶段性的进展。
利用生物技术降解纤维素的研究进展
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小麦秸秆的预处理
由于植物纤维素分子的致密结构以及半纤维
物具有活性 " 此外 ( 种 ! " #$$%$& 纤维素酶基因在 中表达， 糖基化酿酒酵母 （ +,((-,#)./($% ($#$0&%&,$ ） 尽管糖基化方式和程度不同， 但纤维素酶的活性
［*］ 并没有受到影响 糖基化不是酶活性 " 因此推测，
, ,
外酶） " 酶分子都被糖基化， 糖基化与蛋白质之 ［(］ 间以共价键或解离的络合状态存在 " 酶分子糖 基化的程度决定了酶的多形性和相对分子质量的 差别 " 大多数已克隆的细菌和真菌瑞氏木霉 ! " #$$%$& 的纤维素酶基因在不能将表达的外源蛋白 万方数据 ’ " ()*& 中表达， 糖基化的大肠杆菌 仍对可溶性底
［+］ 烘干 ) *， " 物理方法和化学方法也可以结合使 用， 在生产中， 成本问题是必须考虑的 "
所必需的， 可能对于酶免受蛋白酶水解有一定的
［H］ 保护作用 纤维素酶分子结构与功能的 " 近年来，
研究取得了实质性的进展 " 不同来源内、 外切酶的 纤维素酶遵循溶菌酶 /< 晶体结构分析结果表明： ［G］ 的作用 机 制 ； 真菌和细菌来源的纤维素酶的 /0< 的三维结构也得到了解析 " 虽然真菌和细菌 产生的纤维素酶分子差别很大， 但它们的催化区 在一级结构上氨基酸数量和三维结构上的大小却 基本一致 " 但它们的连接桥和 /0< 却存在明显的 差异 " 真菌纤维素酶的 连 接 桥 一 般 富 含 .5>， I=C 和 JKC， 而细菌纤维素酶的连接桥则完全是由 LC92 真菌的 /0< JKC 这样的重复顺序组成 " 另一方面， 由 ,, ) ,H 个氨基酸残基组成， 且具有高度的同 源； 而细菌纤维素酶的 /0< 由 !FF ) !!F 个氨基酸 组成， 同源性也较低 " 在高级结构的分子形状上， 真菌纤维素酶的 /<、 连接桥和 /0< 呈直线连接， 而细菌纤维素酶的连接桥 /< 与 /0< 间为 !DFM， 真菌纤维素 /< 与 /0< 之间呈 !,*M" 有限酶切时， 酶只具有一个酶切位点， 在靠近 /< 与连接桥边 结区， 酶切时可将 /0< 与连接桥一并切去； 而细 菌的外切酶具有两个酶切位点， 有限酶切时， 可将 /0< 和连接桥分别切去 " 真菌的外切酶的 /0< 的 结构形状呈 “楔型” ， 一面亲水， 另一面疏水； 结构 中芳香族氨基酸只有 , 个 J6C， 它们位于平坦的亲 水面， 执行吸附纤维素的功能； 细菌外切酶的 /0< 很大， 且包含很多芳香族氨基酸， 它们中的 JC’*( 和 JC’G+ 暴露于蛋白分子表面， 执行吸附功能 " 真 菌纤维素酶合成后分泌到胞外， 它们对纤维素的 降解通过内、 外切酶之间的协同作用 " 枯草杆菌、 假单孢杆菌、 纤维单孢菌可产生胞外内切纤维素 酶， 而无外切纤维素酶的形成 " 高温厌氧纤菌一般 形成 “纤维素酶小体” （ 3=55>59?9:=） 并在胞壁上形 成一个外凸的 “小刺” 来降解底物 " 通常， 细菌纤维 素酶的降解效率低于真菌 " 现代基因克隆技术使 纤维素酶系中的单组分酶的分离变得容易， 通过 基因测序可预推酶蛋白中的功能区及其二级和三
微生物降解纤维素的研究进展
微生物降解纤维素的研究进展引言植物通过光合作用，生产地球上最丰富、最廉价的纤维素资源，全球每年产生的纤维素高达1000亿t，中国农作物秸秆量达到6亿t，林木枝桠和林业废弃物年可获得量约9亿t，这些纤维素，除少部分被利用外，大部分通过简单的焚烧方式利用，利用率极低，在浪费能源的同时对环境造成了污染。
纤维素在自然条件下分解缓慢。
随着世界人口迅速增长、粮食、矿产资源日渐枯竭，开发高效转化木质纤维素类可再生资源的微生物技术，利用工农业废弃物等发酵生产人类急需的燃料、饲料及化工产品，即化工原料的“绿色化”，具有重要的现实意义和发展前景。
微生物作为处理纤维素的一种手段，由于其对环境危害小，且能实现资源的再利用而越来越受到重视。
因此，纤维素降解机制的研究、纤维素高效分解菌种的选育以及纤维素分解酶类的研究成为热点。
1纤维素的分子结构纤维素是由D-葡萄糖以B -1,4糖苷键结合起来的链状高分子化合物，纤维素的分子量为1. 5〜1. 84X106,相当于11 300个葡萄糖残基,这些纤维素分子以氢键构成平行的微晶束，约60个为一束。
纤维素主要由结晶区和无定型区两部分组成。
结晶区结构致密，葡萄糖没有游离羟基，纤维素酶不易侵入到内部发挥降解作用，而无定型区结构比较疏松，很易被微生物降解。
迄今为止，已发现固态下纤维素存在着五种结晶变体，即天然纤维素（纤维素I ）、人造纤维素U、和纤维素X,这五种结晶变体各有不同的晶胞结构，并可由X射线衍射、红外光谱、Rama光谱等方法加以鉴别。
2纤维素降解机理研究有关纤维素降解机理的研究有很多，但纤维素酶将天然纤维素转化成葡萄糖过程中的细节至今仍不清楚。
目前，关于纤维素的降解机理主要有以下几种。
2.1 C1-Cx 假说1950年，Reese等曾阐明没有一种纤维素酶生产菌能生产出分解棉花中的天然纤维素的酶，但发现有的菌株生产的酶能分解膨润的纤维素或纤维素诱导体等非晶体性纤维素，因而提出了由于天然纤维素的特异性而必须以不同的酶协同作用才能分解的C1-CX假说，其基本模式可以表述为：阡術萄椭TT酶＞可浦性产物-------------- ►可癬性产物该学说认为，C1 酶首先作用于结晶纤维素，使形成结晶结构的纤维素链开裂，长链分子的末端部分离，使其转化为非结晶形式，从而使纤维素链易于水解；Cx 酶随机水解非结晶纤维素，可溶性纤维素衍生物和葡萄糖的B -1,4-寡聚物；B - 葡萄糖苷酶将纤维二糖和纤维三糖水解成葡萄糖。
合成纤维的生物质原料开发与利用考核试卷
17. ABCD
18. ABCD
19. ABCD
20. ABCD
三、填空题
1.生物资源
2.筛选
3.微生物
4.可再生
5.合ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ条件
6.优化原料收集
7.储量和质量
8.纤维素纤维
9.减少化学添加剂使用
10.扩大国际合作
四、判断题
1. ×
2. ×
3. √
4. ×
5. ×
6. √
7. ×
8. √
2.在生物质原料的预处理过程中，常用的物理方法有粉碎、筛选和______。
3.生物发酵技术在生物质原料转化中的应用主要是通过______的作用来实现。
4.生物质原料在合成纤维生产中的优势之一是它的______性质，有助于减少环境污染。
5.生物质原料的转化率受到原料种类、处理方法和______等因素的影响。
A.热裂解
B.水热裂解
C.空气氧化
D.微波辅助裂解
20.以下哪些措施有助于推广生物质原料在合成纤维中的应用？（）
A.加大技术研发投入
B.建立标准化体系
C.扩大国际合作
D.提升公众环保意识
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
1.合成纤维的生物质原料主要是指通过植物或动物的______来生产的纤维。
A.原料收集
B.预处理
C.生物发酵
D.合成纤维生产
9.以下哪个因素会影响生物质原料在合成纤维中的应用效果？（）
A.原料种类
B.原料产地
C.原料价格
D.原料运输
10.以下哪种生物质原料在合成纤维生产中的应用前景较好？（）
谷子秸的纤维素分离及其在生物质能利用中的应用
谷子秸的纤维素分离及其在生物质能利用中的应用谷子秸作为一种常见的农作物秸秆，具有丰富的纤维素资源。
纤维素是一种重要的生物质聚合物，其分离和利用对于生物质能的开发具有重要意义。
本文将探讨谷子秸纤维素分离的技术和其在生物质能利用中的应用。
首先，谷子秸纤维素的分离是将谷子秸中的纤维素从其他成分中提取出来的过程。
纤维素是植物细胞壁的主要成分，占据了细胞壁的大部分。
谷子秸中的纤维素含量较高，约为30%~40%。
为了将纤维素从谷子秸中分离出来，可以采用生物法、化学法和物理法等不同的分离技术。
其中，生物法是一种环保且有效的分离方法。
生物法的关键是利用酶解作用将纤维素从谷子秸中水解出来。
酶解是一种在适宜温度和pH条件下，利用酶的催化作用将纤维素分解成糖类的过程。
通过酶解作用，可以将谷子秸中的纤维素水解为纤维素糖和纤维素基质。
纤维素糖可以进一步利用于生物燃料的生产，而纤维素基质则可以转化为纤维素醇等其他高附加值的化学品。
另外，化学法也被广泛应用于谷子秸纤维素的分离。
化学法的核心是通过化学处理将谷子秸中的非纤维素物质去除，从而分离纤维素。
常见的化学处理方法包括酸处理和氧化处理。
酸处理通过将谷子秸与酸进行反应，使得纤维素溶解，而非纤维素物质得以去除，从而分离纤维素。
氧化处理则是通过将谷子秸暴露在氧化剂的作用下，使得非纤维素物质氧化分解并脱离纤维素，实现纤维素的分离。
纤维素的分离为其在生物质能利用中的应用提供了基础。
纤维素作为一种重要的生物质聚合物，可以被转化为生物燃料、生物化学品和生物材料等多种形式的能源。
例如，纤维素糖可以通过发酵和乳酸菌分解转化为乙醇和丁醇等生物燃料，进一步用于代替传统的化石燃料。
纤维素基质则可以通过糖醇还原等化学反应转化为甘油、丙二醇等高附加值的生物化学品。
此外，纤维素还可以用于制备纸张、纤维素板材等生物材料，广泛应用于建材、包装等领域。
除了纤维素的分离和利用，谷子秸还可作为生物质能的重要来源，具有广泛的应用前景。
木质纤维素类生物质
木质纤维素类生物质
木质纤维素类生物质是指由木材、秸秆、玉米秸秆、麻类植物等植物原料所制得的生物质。
它具有再生性、绿色环保、易采集等特点，是一种重要的可再生能源。
木质纤维素类生物质含有丰富的纤维素和木质素，可以通过物理、化学处理等方式获得糖类、生物燃料、化学品等高附加值产品。
目前，木质纤维素类生物质已经广泛应用于能源、化工、纸浆造纸、食品等领域，成为推动可持续发展的重要力量。
未来，随着科技的推进和环境保护意识的提高，木质纤维素类生物质将会得到更广泛的应用和发展。
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纤维素生物能源转化利用现状的分析研究
纤维素生物能源转化利用现状的分析研究孟玥（中国药科大学，江苏，南京，邮编：２１１１９８）摘要:本文综述了现阶段纤维素生物能源转化利用的现状，阐明了纤维素生物能源利用过程中存在的基本问题。
对纤维素转化为乙醇燃料过程中的预处理技术、纤维素酶技术、发酵乙醇和转化过程集成等环节的研发现状、存在问题、技术难点和研究方向等做了比较详细的论述。
关键词:纤维素；纤维素酶；生物能源Analysis of the conversion and utilization of cellulose bio-energyMENG Yue （China Pharmaceutical University,Jiang su Nanjing Zip:211198）Abstract:This paper reviewed the current situation in conversion and utilization of cellulosic biomass energy,explained the basic problems in the process of bio-synthesizing cellulose bio-energy.It also discussed in details about the current situation of research,the obstacles,the technical problems and the research direction in the process of pretreatment,cellulose enzyme technology,fermentation of ethanol and inte -gration of the fermentation reactions.Key words:cellulose;cellulose;bio-energy国土与自然资源研究·78·TERRITORY &NATURAL RESOURCES STUDY2010No.4文章编号：1003-7853(2010）04-0078-03中图分类号：TK6文献标识码：B进入21世纪以来，人类在能源、资源与环境等诸方面都面临着非常严峻的问题。
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重 大成果 及研 究 亮 点进 一 步凝 练 ， 同 时加 强 课 题
内部交 流机 制和 经费 管理 工作 。 中国农村 技术 开
发 中心农 业 高技术 处 有关 负责 同志针 对项 目执 行 过 程 中的创 新 型成 果 培 育 、 学 术交 流 、 课题协作 、 以及项 目财 务制 度等 问题进 行 了详 细 的阐述 。
产 业化 示范 基地 ， 获得 了一 批 具 有 完 全 自主知 识
通 过三 年 的联 合 攻关 ， 项 目分 别 在 能 源 草 分 子 育种 与新 种质 创制 ， 高效 预处 理技 术与设 备 ， 纤 维 素酶 的 菌种改 良 ， 乙醇 、 生物燃 油 等液体 燃料 的 制取 、 生物 燃气 等 的 制备 以及 高 效 生 物质 固定 床
术保障。
（ 信 息来源 ： 中 国 农村 技 术 开发 中 心 ）
目的实施 ， 获得 已检 测转 基 因株系 ３ ０个及 嗜热 真
菌热稳 定 高活性 纤 维 素 酶 基 因工 程菌 ２种 ； 突 破
了能 源草 制备生 物燃 气 的工艺 技术 和高 活性纤 维
作 物 数 字 化 技 术 研 究取 得 阶段 性进 展
１ ２月 ４ 日， 国家“ 十二五” ８ ６ ３计 划 “ 纤 维 素 类生 物质 高效 转化 利 用 技术 ” 主题 项 目在南 京 组
织 了项 目阶段 性 总 结 和 汇报 会 ， 各 课 题 承 担 单位 和参 与单 位 的主 要 研 究人 员 就 进 展 、 成 果 和 问 题 素酶 复配 技术 及 生物 燃 油 乳 化 等 技 术 ； 搭 建 了能 源草 厌氧 发酵 等试 验平 台并 开发 了生 物燃 油乳化 燃料 的发 动机 等设 备 １ ２套 ； 建立 了纤 维素 乙醇 高 温 发酵 中试平 台 、 生 物 质 连 续 热解 气 化 中试 装 置 及５ ＭＷ 生物 质 固定 气 化发 电系统 集 成 等 ９个 中 试示 范工 程 ， 并开始 建设 ３ ０ ０ ｋ ｇ ／ ｈ生 物质 裂 解 液
（ 信 息来源： 中 国农 村 技 术 开 发 中 心 ）
ｌ ２月 １ ６日， “ 十二五” 国家 ８ ６ ３现代 农 业 技 术领 域 “ 作 物数 字 化技 术 研究 ” 主题 项 目 ２ ０ １ ４年 字化采集 和快速传输技 术 ， 构建 了作 物三 维形 态 的 可视化仿 真和计 算 系统 ； 研发 成 本低 、 可 靠性 强 的
度 总结会 在南 京农 业 大学 召开 。主题 专家及 同行 专家 ， 项 目牵 头单位及 ７个课题承担单 位 的主要 研 究人员共 计 ５ ０余人参加 了此次 总结会 。 中国农 村 技 术开发 中心农业高技 术处有关 同志应邀参加 。 该 项 目以水稻 、 小麦、 玉米 、 油菜 、 棉花 、 蔬菜 、 果 园作物 等 为主 要 对 象 ， 围绕作 物 生 产 过 程 中信 息 获取 、 处理 、 利 用 和控 制 等 主要 环 节 ， 开 发 作 物 数 字化关 键技 术 和 应 用装 备 ， 项 目实 施 两 年来 已 取得 阶段 性进 展 。初 步构建 了 主要农 作物 生长 发 育 和生产 力 预测模 拟模 型 ， 形 成基 于模 型 、 Ｇ Ｉ Ｓ 、 遥 感技 术耦 合 的 区域 粮 食 生产 力 预 测 预 警 系统 ； 自 主研 制 高灵 敏度 的土壤 和蔬 菜样 品 中重金 属元 素 Ｌ Ｉ Ｂ Ｓ专用光 谱 仪 ； 形 成 了作 物表 型 三维 信 息 的数
等进 行 了汇报 ， 主题 专 家 和 同行 专 家 对 项 目执行 情况 进行 了点评与 综合 指导 。农村 中心高技 术处 有关 同志参 加 了会 议 ， 并就 凝练成 果 、 狠抓 财务 和
提 前谋 划等 内容 与专 家进行 了交 流 。
化装 置等 ２个 中试 示 范基地 。
通 过项 目的实施 ， 初 步形 成 了我 国木 质 纤 维 素 类生 物质 高效转 化 生物 能源 高技术 研 发平 台和
气 化发 电等关键 技术 领域 取得 重要 突破 。通 过项
产 权 的技术 成果 ， 培育 了～ 批维 素类 生物 质高 品质 培育 、 多元组 合 预处 理 、 高 效转 化及 生产 技术 的成熟 化 、 商 业 化进程 ， 为战 略 性 新 兴产 业 的建 立 提供 了技
温室光 、 声 环境智 能 化采 集 和调 控 装备 ， 突 破设 施 农业生 产作业执行 装备技术 ， 开发 设施农 业生 产 自 动化作业 机器人 ； 研 发温室高效储 能技术 与装 备 。 总结会 上 ， 各 课 题 负 责 人 分 别 汇 报 了 课 题
２ ０ １ ４年 度执行 情 况 ， 与会 代 表对 项 目实施 中 的共 性关 键技 术 、 瓶 颈 问 题 等方 面进 行 了探 讨 。项 目 咨 询专 家组及 项 目首席 科学 家朱 艳教 授对 各课 题 ２ ０ １ ４年 度 进 展 进 行 了点 评 ， 并 要 求 项 目、 课 题 对
中 国农 业 科 技 导 报 ，２ ０ １ ５ ，１ ７ （ １ ） ： １ ８ ２ — １ ８ ３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
我国纤维素类生物质高效转化利用技术取得 阶段性进展