生物质能利用之燃料乙醇技术
燃料乙醇生产的工艺流程
燃料乙醇生产的工艺流程燃料乙醇是一种能源资源丰富、环保、可再生的生物能源，其生产工艺流程包括生物质原料处理、糖化、发酵、蒸馏等多个环节。
下面我们将逐步介绍燃料乙醇的生产工艺流程。
第一阶段：生物质原料处理生物质原料主要包括玉米、甘蔗、木材、秸秆等。
在生产过程中，首先需要将生物质原料进行破碎、研磨处理，以增加原料与水的接触面积，有利于后续的糖化和发酵。
随后对原料进行蒸煮处理，以破坏纤维素结构，使得纤维素和半纤维素变得更易被酶解成糖类物质。
第二阶段：糖化糖化是将原料中的淀粉或纤维素水解成糖类物质的过程。
将蒸煮处理后的原料加入水中，然后添加酶类催化剂，通过恒温发酵，使得淀粉转变成葡萄糖，纤维素转变成木糖和半乳糖等，这些糖类物质是后续发酵的主要碳源。
第三阶段：发酵在糖化过程中得到的糖类物质要进一步进行发酵，将糖类物质中的葡萄糖转变成乙醇和二氧化碳。
发酵一般使用酵母菌进行，通过向糖类物质中添加适量的酵母菌和其他营养物质，发酵温度和pH值的控制，使得乙醇逐渐积累并达到理想的浓度。
第四阶段：蒸馏发酵后得到的发酵液要通过蒸馏过程进行乙醇的提纯。
首先通过蒸馏设备将发酵液中的乙醇分离出来，随后经过精馏等处理，将乙醇的纯度提高到工业标准。
在蒸馏过程中还会产生一定量的醛类和杂醇物质，需要进行分离和脱除，以确保乙醇的纯度。
第五阶段：除水处理生产的燃料乙醇中会有一定量的水分，需要通过脱水处理使得乙醇的含水量降至工业标准以下，一般采用分子筛吸附或气相或蒸馏等方法进行脱水处理。
第六阶段：添加剂处理最后一步是对乙醇进行添加剂处理，这包括添加防腐剂、防结霜剂、色素等，以提高乙醇的稳定性和适用性，保持产品的质量和使用寿命。
通过以上几个阶段的工艺流程，原料中的糖类物质被转化为燃料乙醇，成为一种环保、可再生的生物能源，其生产工艺流程相对复杂，需要控制好各个环节的操作条件和原料质量，以便生产出高质量的乙醇产品。
同时，通过改良工艺流程，优化生产设备，采用新型酶类和菌种等，还可以提高乙醇的产率和降低生产成本，促进生物燃料乙醇产业的可持续发展。
利用生物质制备生物燃料
利用生物质制备生物燃料生物燃料是指以生物质为原料制成的可替代传统化石燃料的燃料。
生物燃料的开发和利用是当今世界环保和能源领域中的一个重要话题。
生物质是可再生的资源，包括各种植物、树木、废弃物和动物的副产品等。
生物质作为一种绿色能源，广泛应用于工业、农业、家庭和交通等领域。
其中，生物燃料是生物质的一种利用方式。
它不仅可以减少对化石燃料的依赖和消耗，还可以减少碳排放和环境污染。
生物质利用生产生物燃料的主要工艺包括生物化学法、生物热化学法和生物物理化学法。
其中，最常用的是生物化学法。
生物化学法是指通过微生物或酶等生物体制进行生物转化，使生物质转换为生物燃料。
该方法包括发酵和酶解两个过程。
发酵是指将生物质加入到微生物中，通过微生物代谢产生的酸、醇、气体等成分来制备生物燃料。
例如，通过乙醇发酵生产生物乙醇。
生物乙醇可以作为汽油的替代品，广泛应用于汽车、发电、工业等领域。
酶解是指使用酶将生物质转换为生物燃料。
例如，利用纤维素酶将木材纤维素转化为乙醇。
酶解生产生物燃料，与发酵生产生物燃料相比，可以避免微生物生长条件的限制，提高生产效率和产物纯度。
另一种利用生物质生产生物燃料的方法是生物热化学法。
该方法是指通过高温高压将生物质中的有机物转化为油、气等能源。
常用的生物热化学法包括气化和液化。
气化是指将生物质在高温高压下转化为气体燃料。
气化生产的气体燃料可以用于发电、加热和工业燃料。
液化是指将生物质通过高温高压下转化为液体燃料。
液化生产的液体燃料与传统化石燃料具有相似的性质，可以替代传统燃料。
生物物理化学法是指利用物理化学分离和处理技术对生物质进行分离和纯化，得到生物燃料。
例如，生物柴油就是利用生物物理化学法从植物油中分离出来的一种燃料。
生物柴油在柴油机中具有较好的性能和低碳排放等优点。
总体来说，生物质作为可再生的资源，利用其制备生物燃料已成为当今世界环保和能源领域中的一个重要话题。
生物化学法、生物热化学法和生物物理化学法是主要的生物燃料制备工艺。
燃料乙醇技术讲座(三)燃料乙醇发酵技术
燃料乙醇技术讲座(三)燃料乙醇发酵技术燃料乙醇发酵技术是把利用微生物而产生的乙醇作为能源的过程。
在这个过程中，微生物会将各种转变成糖类的碳水化合物通过发酵转变成乙醇和二氧化碳。
一般而言，燃料乙醇发酵技术是通过酒精发酵把食品作物和作为饲料的粮食的典型氨基酸和糖转化成乙醇而形成的。
燃料乙醇发酵技术的基本过程是什么？- 收集可发酵的质料。
蔗糖、淀粉、纤维素、聚糖等是燃料乙醇发酵的基本原料。
一般可通过淀粉糖化来生产乙醇。
- 淀粉糖化：将淀粉分解成大量葡萄糖。
淀粉糖化后的基础即可用于常规的酿造酒精的方法，因为乙醇只能在物质转换成糖之后才能进行酵母发酵。
- 发酵：将淀粉糖化过程中产生的果糖和葡萄糖通过酒精发酵转化成乙醇。
这个过程不仅会产生乙醇，还可以产生糖醇、小分子的脂肪酸、香精油等。
- 提取乙醇：将发酵得到的乙醇从糟中提取出来，可以通过纯化和脱水过程极大地提高其纯度。
因为乙醇是水性的，所以乙醇往往在蒸馏的时候会与其他水溶液混合在一起，所以过程中需要使用脱水剂来分离乙醇和其他溶质。
- 再生副产品：燃料乙醇发酵后的副产品是一种大约拥有45%的剩余工程。
副产品中含有的酵母和能量还可以进行饲料和垫料的生产。
燃料乙醇发酵技术的应用燃料乙醇可以用于工业用途的能源，其中最常见的是用于代替汽油的清洁燃料。
燃料乙醇与汽油相比没有对环境造成的污染，在燃烧过程中可以减少大量有害物质的排放。
此外，燃料乙醇还可以作为燃气里的替代品。
由于燃气已经成为建筑物和工业设施的常规燃料，使用燃料乙醇替代燃气可以更好地保护环境，减少使用传统燃料所造成的污染。
再者，燃料乙醇不仅可以作为汽油的替代品，还可以作为液化气和天然气的替代品。
由于燃料乙醇原材料的来源可以是农产品和生物质残渣，因此它可以成为一种可再生的能源资源。
燃料乙醇还可以被作为氢气的源头。
氢气已被公认为是一种功能最强，最干净的新能源。
以乙醇为原料制取氢气可以确保成本低廉，同时可以把有害的碳排放降到最低。
生物质乙醇技术以及发展前景
生物质乙醇技术随着全球变暖、化石能源日渐消耗等，引发了人们对新型、可再生能源的深刻思考。
如巴西、美国、中国等国正积极开发、利用生物质燃料乙醇生产技术。
但如果一如既往以大量粮食生产燃料乙醇势必和人“争食”、“争地”，造成人类生存隐患，走“非粮”路线是大势所趋。
其中，纤维素地球贮量丰富，其能量来自太阳，通过光合作用固定下来，取之不尽，用之不竭，各国正如火如荼地进行着相关研究。
乙醇的结构简式为C2H5OH，俗称酒精，它在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略带刺激性。
乙醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。
医疗上也常用体积分数为70%——75%的乙醇作消毒剂等。
一生物质能源的发展前景随着中国经济的高速增长，以石化能源为主的能源消费量剧增，在过去的20多年里，中国能源消费总量增长了2.6倍，对环境的压力越来越大。
2003年，中国二氧化碳排放量达到8.23亿吨，居世界第二位。
2025年前后，中国二氧化碳排放量可能超过美国而居首位。
2003年，中国二氧化硫的排放量也超过了2000万吨，居世界第一位，酸雨区已经占到国土面积的30%以上。
中国二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的2／3均来自燃煤。
预计到2020年，氧化硫和氮氧化物的排放量将分别超过中国环境容量30%和46%。
根据我国的可持续发展战略，生物质能源的发展具有良好的发展前景。
二生物质能源的介绍2.1生物质生物质( biomass，生态学中常译为生物量)是在讨论生物能源( bioenergy)时常用的一个术语,指地球上所有活的和死的生物物质以及新陈代谢产物的总称。
具体来说,生物质资源( biomass resources)包括:所有动物和植物及其排泄物、农业和林业的废弃物、食品加工和林产品加工的下脚料、餐饮业的残羹、城市固体废弃物(municipal solid waste,MSW) 、生活污水( sewage) 、工业废水( black liquor)等。
微生物在生物能源开发中的应用
微生物在生物能源开发中的应用生物能源是指通过生物体的代谢活动而产生的能量，其开发利用对于解决能源短缺和环境污染问题具有重要意义。
微生物作为生物能源开发中的关键角色，具有重要的应用潜力。
本文将探讨微生物在生物能源开发中的应用，并介绍不同领域中微生物的具体应用案例。
一、微生物在生物燃料开发中的应用1. 生物乙醇生物乙醇是一种可再生能源，其通过微生物发酵作用将植物基质转化为乙醇。
其中，最常用的微生物是酿酒酵母，它具有高效的发酵能力和较强的耐受性。
微生物的应用可以实现乙醇生产的工业化规模，并且相对于传统化石燃料，生物乙醇对环境的影响更小。
2. 生物气体生物气体主要包括甲烷和氢气，是清洁能源的重要组成部分。
微生物通过产甲烷菌和产氢菌的代谢活动，将有机废弃物转化为可用的生物气体。
这种转化过程称为厌氧发酵，微生物起到了至关重要的作用。
二、微生物在生物电池开发中的应用1. 微生物燃料电池微生物燃料电池是一种将有机物氧化成电能的装置，其中微生物起到了催化剂的作用。
例如，厌氧细菌利用有机物进行代谢时，会释放出电子，这些电子可以通过电导体传导产生电能。
微生物燃料电池具有能量转化高效、操作简单等优点，有望应用于废水处理和可再生能源开发等领域。
2. 微生物燃料电池联合光能电池微生物燃料电池联合光能电池是一种结合了光合作用和微生物代谢活动的装置，能够在太阳光的照射下产生电能。
微生物通过光合菌和光合细菌的作用，将光能转化为化学能，并产生电子供应给微生物燃料电池。
这种联合装置提高了能量转化效率，具有潜在的应用前景。
三、微生物在生物质转化开发中的应用1. 生物气化生物气化是将生物质热解为气体燃料的过程，在这个过程中微生物发挥了重要作用。
微生物通过其代谢活动促进生物质的降解，并产生可燃性气体。
生物气化技术能够有效利用生物质资源，减少对化石燃料的依赖，具有巨大的经济和环境效益。
2. 生物降解微生物在生物质转化中还可以通过降解作用将生物质分解为可利用的底物。
生物技术在能源领域的应用
生物技术在能源领域的应用生物技术是指利用生物学原理和方法来解决问题、开发产品的技术手段。
在能源领域，生物技术的应用已经取得了显著的成果。
本文将从生物燃料、生物降解以及生物电池三个方面介绍生物技术在能源领域的应用。
一、生物燃料生物燃料是指通过生物质资源转化得到的可再生能源，广泛应用于交通运输、发电以及热能领域。
其中，生物乙醇和生物柴油是两种主要的生物燃料。
生物乙醇是利用微生物发酵作用将植物糖转化为乙醇。
它具有高能量密度、可再生性以及低排放等优点。
目前，生物乙醇已经成为汽车燃料的重要替代品，可以减少对传统石油资源的依赖。
生物柴油是通过生物质的酯化反应制得的燃料，与传统柴油具有相似的性能和燃烧特点。
生物柴油的生产过程更加环保，可以减少二氧化碳、硫化物等有害物质的排放，对环境友好。
二、生物降解生物降解是指利用微生物降解能力来处理有机废弃物的过程。
生物降解技术在能源领域的应用主要是通过利用废弃物转化为可再生能源。
生物降解技术可以将有机废弃物转化为沼气和生物质颗粒燃料。
沼气是一种可燃气体，主要由甲烷和二氧化碳组成，可以用于发电、供热等用途。
生物质颗粒燃料是将废弃物经过处理后制成颗粒状的燃料，具有高能量密度和易储存的特点。
通过生物降解技术，我们可以有效地利用废弃物资源，减少对传统能源的消耗，实现资源的循环利用。
三、生物电池生物电池是一种利用微生物的代谢活动产生电流的技术。
其原理是通过微生物的呼吸、产氢等代谢过程释放出的电子转化为电能。
生物电池可以利用废水、废料等有机物作为能源，与传统电池相比，其运行成本更低，且具有更低的污染风险。
生物电池在污水处理、废弃物处理等领域具有广泛的应用前景。
总结起来，生物技术在能源领域的应用主要包括生物燃料、生物降解和生物电池。
这些应用不仅可以减少对传统能源的依赖，还有助于环境保护和可持续发展。
随着生物技术的不断进步，相信其在能源领域的应用将会越来越广泛，为我们的能源问题提供更多有效的解决方案。
燃料乙醇生产方法
燃料乙醇生产方法
燃料乙醇是一种可再生能源，其生产方法主要包括发酵法和乙醇脱水法。
以下将详细介绍这两种主要的燃料乙醇生产方法：
1. 发酵法生产乙醇
发酵法是利用农林业副产物及野生植物等为原料，通过水解（即糖化）和发酵过程将双糖、多糖转化为单糖，然后进一步转化为乙醇。
这一过程包括原料预处理、蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、废醪处理等步骤。
具体而言，淀粉在微生物的作用下水解为葡萄糖，随后通过发酵生成乙醇。
发酵法采用各种含糖（双糖）、淀粉（多糖）、纤维素（多缩己糖）的农产品，形成成熟的发酵醪液，其中乙醇质量浓度一般为8-10%（w）。
不同原料导致水解产物中乙醇含量差异，如谷物发酵醪液中乙醇的质量分数不高于12%。
为获取高浓度的乙醇，需要通过蒸馏将发酵醪液中的乙醇蒸馏出来。
这一过程产生高浓度的乙醇，同时副产杂醇油及大量酒糟。
2. 乙醇脱水制得燃料乙醇
脱水技术是燃料乙醇生产的关键技术之一。
从普通蒸馏工段出来的乙醇最高质量浓度只能达到95%，要进一步浓缩，需要采用特殊的脱水方法。
这是因为此时，酒精和水形成了恒沸物，难以用普通蒸馏的方法分离开来。
目前制备燃料乙醇的脱水方法主要包括化学反应脱水法、恒沸精馏、萃取精馏、吸附、膜分离、真空蒸馏法、离子交换树脂法等。
这
些方法通过不同的机制和原理，去除乙醇中的多余水分，提高乙醇的浓度，使其符合燃料乙醇的标准。
综合来看，发酵法和乙醇脱水法是燃料乙醇生产的两种关键方法，它们在不同阶段完成乙醇的生成和浓缩，为燃料乙醇产业的发展提供了可行而有效的技术途径。
燃料乙醇碳中和策略
燃料乙醇碳中和策略
首先，从技术角度来看，燃料乙醇碳中和策略可以通过提高生
物质乙醇生产效率和减少生产过程中的能源消耗来实现。
采用高效
的生产技术和设备，如利用生物质废弃物和农业废弃物来生产乙醇，可以降低碳排放。
此外，采用生物质气化、合成气转化和碳捕获储
存技术，可以减少乙醇生产过程中的碳排放。
其次，从政策角度来看，各国可以通过制定和实施碳排放交易
制度、碳税政策等措施来鼓励乙醇生产商减少碳排放。
政府还可以
制定标准和法规，鼓励生物质乙醇的生产和使用，同时加大对清洁
能源和低碳技术的支持和投入。
最后，从可持续性角度来看，燃料乙醇碳中和策略需要综合考
虑社会、环境和经济效益。
在推动碳中和的过程中，需要平衡生物
质资源利用、土地使用和生态保护之间的关系，确保乙醇生产的可
持续性发展。
同时，还需要关注乙醇生产对农业、食品安全和社会
稳定的影响，采取相应的措施来解决可能出现的问题。
总的来说，燃料乙醇碳中和策略需要综合考虑技术、政策和可
持续性等多个方面的因素。
通过技术创新、政策支持和可持续发展，可以实现燃料乙醇的碳中和，为减缓气候变化和保护环境做出贡献。
燃料乙醇技术
第七章生物质燃料乙醇技术生物质可以通过生物转化的方法生产乙醇，每千克乙醇完全燃烧时约能放出30 000k了的热量，所以乙醇是一种优质的液体燃料。
乙醇燃料具有很多优点，它是一种不含硫及灰分的清洁能源，可以直接代替汽油、柴油等石油燃料，作为民用燃烧或内燃机燃料。
事实上，纯乙醇或与汽油混合燃料可作车用燃料，最易工业化，并与现今工业应用及交通设施接轨，是最具发展潜力的石油替代燃料。
第一节乙醇的性质与用途一、乙醇的理化性质乙醇作为动力燃料使用时称为燃料乙醇，分子式为QH50H或CHsCH20H。
它是无色、透明、易流动的液体，嗅之有独特的醇香，口尝有香辣味，刺激性强，容易挥发和燃烧，是一种无污染的燃料。
乙醇与水能以任何比例相混溶，混合时放出一定的热量，混合物总体积缩小。
乙醇蒸气与空气混合能形成爆炸性混合气体，爆炸极限为3．5％～18％(体积分数)。
纯乙醇的相对密度为0．79，沸点78．3oC，凝固点为一130oC，燃点为424oC，高位热值26 780kJ／kg。
根据浓度的高低和含杂质量的多少，把乙醇分为4种类型：(1)高纯度乙醇乙醇浓度≥96.2％，严格中性，不含杂质。
专供国防工业、电子工业和化学试剂用。
(2)精馏乙醇乙醇浓度≥95．5％，纯度合格，杂质含量很少。
供国防工业和化学工业用。
(3)医药乙醇乙醇浓度≥95％，杂质含量较少，主要用于医药和配制饮料酒。
(4)工业乙醇只要求乙醇浓度达到95％，无其他要求。
主要用来稀释油漆，合成橡胶原料和作燃料使用。
这4种类型的乙醇对应国家标准的4个乙醇等级是：(1)一级乙醇相当于精馏乙醇及高纯度乙醇。
(2)二级乙醇介于精馏乙醇与医药乙醇之间。
(3)三级乙醇相当于医药乙醇。
(4)四级乙醇相当于工业乙醇。
根据国家变性燃料乙醇的标准，乙醇含量达到92．1％即可作为燃料，即乙醇含量达到四级标准，但其他理化指标有所不同，如甲醇、硫含量等。
二.乙醇用途①化学工业：是重要的化工产品原料，可用来制造合成橡胶、冰醋酸、乙醚国防工业、聚乙烯、乙二醇、多种酯类和有机酸。
利用生物质生产乙醇的方法及其工艺流程
利用生物质生产乙醇的方法及其工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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生物质资源转化与利用 第八章 生物质燃料乙醇技术
物理法
化学法 纤维素的预处理方法
物理-化学法 生物法
物理法
物理法包括机械粉碎、蒸汽爆破、辐射、微波处理、冷冻、 挤压热解等，这些处理的目的在于降低纤维素结晶度，破坏 木质素、半纤维素结合层。 机械粉碎是传统方法，经过粉碎，物料的结构发生变化，结 晶度下降，表面积增大，有利于酶对纤维素的进攻。缺点是 能耗大。 蒸汽爆破法被认为是最有效的预处理方法之一，原理是水蒸 气在高温高压下，渗入细胞壁内部，发生水解作用，使α-和 β-烯丙醚键断裂，破坏了结合层结构，然后突然降压，由此 产生强大的爆破力，使物料破碎。经过蒸汽爆破后，再用碱 性过氧化氢处理，纤维素的聚合度和结晶度显著降低。
纤维素原料 纤维素原料是地球上最有潜力的乙醇 生产原料，主要有农作物秸秆、森林 采伐和木材加工剩余物、柴草等。
燃料乙醇的优点
可再生能源，资源丰富 减少排放 提高汽油的辛烷值和抗爆性 积碳减少 增加含氧量，使汽油充分燃烧
燃料乙醇的缺点
保质期短（一个月）
分层，打不着火
蒸发潜热大 热值低
淀粉质原料 主要有甘薯、木薯、玉米、马 铃薯、大麦、大米、高粱等。
生物乙醇应用状况 ：燃料乙醇的 糖质原料 主 生产工艺已经比较成熟，目前巴 要是甘蔗、 西、美国等国家的燃料乙醇生产 甜菜等。 已经实现规模化、产业化。
燃料乙醇 主要原料
其它原料 如造纸厂的硫酸 盐纸浆废液、淀 粉厂的甘薯淀粉 渣和马铃薯淀粉 渣等。
8.2.5 发酵
乙醇发酵是不需要氧气的过程，所以要求发酵在密闭条件 下进行，如果有空气存在，酵母就不完全进行乙醇发酵， 而是部分进行呼吸作用，使乙醇量减少。 乙醇发酵主要经历4个阶段和12个反应 第一阶段：葡萄糖到1,6-二磷酸果糖 第二阶段：1,6-二磷酸果糖降解为3-磷酸甘油醛 第三阶段： 3-磷酸甘油醛经5步反应生成丙酮酸 第四阶段：乙醇的生成
生物乙醇
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生物燃料乙醇
• 燃料乙醇的出现丌仅仅减少了对石油资源的依赖，燃料乙 醇还可以很大程度的改善汽车尾气污染和提升发动机燃烧 效率。由于乙醇是燃油氧化处理的增氧剂，可以使汽油增 加内氧燃烧充分，达到节能和环保目的。不用石油生产的 汽油相比，生物乙醇在燃烧时释放到大气中的二氧化碳要 少得多，最高可使二氧化碳 的排放量比汽油减少90%。另外，乙醇具有极好的抗爆性 能，辛烷值一般都在120左右，它可有效提高汽油的抗爆 性(辛烷值)。 • 丌过在现有汽油发动机上，单纯的换用燃料乙醇也会 在燃烧值、动力性和耐腐蚀性上产生一定的性能下降，并 丌能很好体现燃料乙醇的优势 。 因此燃料乙醇与用发动机便应运而生。
实例：
通用公司在上海车展上展示了使用E100纯生物燃料乙醇 的萨博 BioPower 100概念车，这台针对燃 料乙醇特殊改迚的概念车向丐人证明了燃料乙醇的真正实力。
• 它采用2.0升直列四缸排列，配合涡轮增压技术，并丏这台特殊的纯 燃料乙醇(E100)发动机达到了量产水准。其最大功率高达220kW， 最大扭矩可达 。萨博BioPower 100 念车从静止加速到100km/h仅需6.6秒。高达110kW的升功率充分证 明了生物燃料技术的潜力。体积小巧、动力强劲的发动机同样可以 使用再生能源，并丏实现清洁排放，这足以让人们对燃料乙醇动力 性弱，实用性低的传统认识发生改观。 • 原料乙醇通过分子筛３Ａ型吸附塔，产品纯度可提高到９ ９．５％以上，得率比乙二醇法高５％，节能、降成本，投资亦比 乙二醇法低。对年产２０００吨装置，投资１１８万元（１９８７ 年价）。公用工程需水１６吨／时、电５５ＫＷ、蒸０．４吨／时 分析纯、化学纯无水乙醇，乙醇纯度≥９９．５％（体积），产品符 合ＧＢ６７８－７８ＣＰ和ＡＲ级标准。 已推广广东廉江景安铺糖厂（１０００吨／年），可推广至各种醇 类及溶剂的脱水干燥。每吨产品耗工业酒精１．１３９吨、分子筛 ２．２２ｋｇ、水６９立方米、电１３５ＫＷＨ、蒸汽１．８ 吨。可承担设计、部分设备加工、开车、 价。
生物质燃料乙醇概述
— — 能源植物开发与利用(课程报告)
班级：11级应生B班 姓名：和盛 学号：114120271 日期：2014.5.21
人类有史以来利用能源、开发能源，并逐渐认识到大自然所赐予的可利用非再 生能源资源是相当有限的。随社会的发展和科学技术的进步，寻找可替代的生物可再 生能源已成为人们共同努力的目标。相关专家对世界未来能源结构分析结果见图1020。在21世纪，生物质能源将是人类能源利用的主体之一。对发酵生产与管理的全 过程国家已经制定出洁净生产技术行业规范化标准及相关激励措施。这些对于解决能 源补充问题、保护生态环境、拉动农业及相关产业的发展，无疑将起到重要作用
2.1
谷物发酵途径与工艺
植物纤维质原料发酵生产乙醇工艺
2.2
•
据估计，通过光合作用每年合成的纤维素达到1011 ~1012t，可谓当今人类所拥有的最丰富的可再生能源 物质。能够用以制取乙醇的纤维素原料主要包括：作 物秸秆、森林采伐和木材加工剩余物、龙须草等。其 中作物秸秆是最多、最廉价的乙醇生产原料。由植物 纤维质原料生产乙醇的工艺虽然开发较晚，但因其在 世界范围内拥有巨大的资源优势，近年来规模化生产 技术研究已较为完善，下面予以简单说明。 采用作物 秸秆，即纤维素质原料降解产物转化为乙醇的过程主 要分为3步：将纤维质原料经预处理转化为可发酵的原 料；纤维质降解产物发酵为乙醇；分离提取乙醇及其 副产品。
(3)纤维素纤维素原料是地球上最具潜办、最丰富的乙醇生产原料来源。主要有农作 物秸秆、森林采伐和木材加工剩余物、柴草、造纸厂和制糖厂富含纤维素的下脚料、城 市生活垃圾的一部分等。发酵生产中生物质原料不同，乙醇产量不同，产出比与经济效 益也不相同。
2
燃料乙醇的生产主要途径与工艺
生物质能利用技术
生物质能利用技术摘要生物质是可再生能源之一，分布广泛且资源丰富，对其的利用将会是未来能源发展的重要方向。
为了了解生物质能利用技术，本文从沼气发酵工艺、燃料乙醇技术、直接燃烧技术、生物质热裂解、生物质气化、生物柴油这几个方向去介绍。
总结得出近阶段中国适合发展小型规模的生物质能转化工艺，等到废弃农作物较为集中时才适合发展大型化的生物质能转化工艺。
关键词：生物质，木质纤维素，燃料乙醇，生物柴油AbstractBiomass is one kind of the renewable energy, which is widely distributed and resourceful. Therefore, its utilization will be an important direction of future energy. In order to understand the biomass utilization technology, this paper will introduce from the biogas fermentation, fuel ethanol, direct combustion, biomass pyrolysis, biomass gasification, biodiesel. It is concluded that the development of small-scale biomass conversion technology is suitable now and the development of large-scale biomass conversion technology will not be suitable for China until the waste crops are concentrated.Key words: Biomass, Lignocellulose, Fuel ethanol, Biodiesel前言中国是一个“富煤少油缺气”的国家，事实上中国人均的煤炭资源也不多，仅为88吨/人，按照目前的开采速度，中国的煤炭在大约100年后即将枯竭殆尽。
生物燃料——生物乙醇 ppt课件
乙醇产生途径
在微生物体内，葡萄糖转化的途径主要是酵解途径。酵解途 径是将葡萄糖降解成丙酮酸并伴随生成能量形式ATP的过程。
在好氧有机体中，酵解生成的丙酮酸进入线粒体，经三羧酸 循环被彻底氧化成CO2和H2O。
在厌氧有机体中，则把酵解产生的丙酮酸脱羧生成乙醛，乙 醛得到由酵解生成的NADH中的氢，就转化成乙醇。这个过 程就叫乙醇发酵。这个过程中涉及的酶被统称为酒化酶。在 此也可看出乙醇发酵是在厌氧条件下进行的。
由葡萄糖到乙醇的过程主要分成两个阶段，即糖酵解阶段和 丙酮酸转化为乙醇的阶段。在糖酵解阶段葡萄糖经过转化形 成丙酮酸。
酵母菌在无氧条件下，丙酮酸继续降解，生成乙醇，其反应
过程为，丙酮酸在Mg2+存在情况下，经脱羧酶的催化，脱羧
生成乙醛。乙醛在乙醇脱氢酶及NADH的催化下，还原成乙
醇。
CO2 丙酮酸脱羧酶 焦磷酸硫胺素, Mg2+ 丙酮酸
为了消化有机氮，许多酵母需要维生素（生物素、泛酸、硫 胺素等）。酵母不能同化蛋白质、甜菜碱、嘌呤和乙胺型胺 类等有机氮。肽是氨基酸链，介于氨基酸和蛋白质间，随着
乙醇生产对酵母要求
酵母的种类很多，能发酵产乙醇的菌株也很多，但是能应用 于生产的酵母菌株必须基本符合以下要求，即能快速并完全 将糖分转化为乙醇，有高的比生长速度，有高的耐乙醇能力， 抵抗杂菌能力强，对培养基适应性强，不易变异。对于糖蜜 发酵用酵母，除了以上特性外，还要具备以下性能，即要耐 渗透压能力强，耐酸耐温能力强，对金属特别是Cu2+的耐受 性强，并且产生泡沫要少。
酵母的生长条件
（1） 温度。酵母生存和繁殖的温度范围很宽，但是，其正 常的生活和繁殖温度是29—30℃。在很高或很低的温度下， 酵母的生命活动消弱或停止。酵母发育的最高温度是38℃， 最低为-5℃；在50℃时酵母死亡。
生物质能源的利用方法及发展趋势
生物质能源的利用方法及发展趋势随着我国经济的快速发展，我国的能源消耗与日俱增。
现在，我国能源年消耗量占世界能总消耗量的20%以上，而且呈现上升的态势。
我国生物多样性丰富，据调查，我国有油料植物为151科697属1554种，其中种子含油量大于40%的植物有154种。
且我国的可开发生物质资源总量为7t左右标准煤，其中农作物秸秆约3.5亿t，占50%以上。
因此，加大生物质能源的开发利用，进行农业生物质能源发掘利用，不仅可解决农民的增收和“三农”问题，还可解决目前中国面临的能源短缺、环境污染、食品安全等重大社会经济问题。
一、生物质能源的利用现状1、直接燃烧直接燃烧主要包括炉灶燃烧、焚烧垃圾、锅炉燃烧压缩成型燃料、联合燃烧。
炉灶燃烧是传统的用能方式，因其效率低而在逐渐被淘汰。
焚烧垃圾是锅炉在800℃-1000℃高温下燃烧垃圾可燃组分，将释放的热量来供热或发电。
压缩成型燃料燃烧是先将生物质压缩成密度大的性能接近煤的物质，再将其燃烧发电，因其排放的污染尾气小而发展前景良好。
联合燃烧是将生物质掺入燃煤中燃烧发电，此法可减少SO2、NO2等污染气体的排放。
2、物化转化物化转化主要包括干馏技术、生物质气化技术及热裂解技术等。
干馏是把生物质转变成热值较高的可燃气、固定碳、木焦油及木醋液等物质。
可燃气含甲烷、乙烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳等，可做生活燃气或工业用气，木焦油是国际紧俏产品，木醋液可形成多种化工产品。
生物质气化是在高温条件下，利用部分氧化法，使有机物转化成可燃气体的过程。
产生的气体可直接作为燃料，用于发动机、锅炉、民用炉灶等场合。
3、生化转化生化转化主要包括厌氧消化技术和酶技术。
厌氧消化是利用厌氧微生物在缺氧的情况下将生物质转化为CH4、CO等可燃气体。
同时得到效果很好的可用作农田的肥料的厌氧发酵残留物。
酶技术是利用微生物体内的酶分解生物质，生产液体燃料，如乙醇、甲醇等。
二、生物质能源的利用技术1、沼气发酵技术沼气发酵是有机物质在一定温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，经过沼气菌群消化的过程。
燃料乙醇的用途
燃料乙醇的用途
燃料乙醇是一种由生物质发酵而成的可再生能源，具有许多用途：
1. 燃料：燃料乙醇可以作为生物燃料，被广泛用于汽车、飞机、火箭等交通工具的燃料中，以减少对化石燃料的依赖，降低环境污染。
2. 化工原料：乙醇可以作为化工原料，用于生产乙醛、醋酸、丙烯酸、乙二醇、乙酸乙酯等化学品，这些化学品广泛应用于塑料、纤维、涂料、溶剂等领域。
3. 食品饮料：乙醇可以用于生产啤酒、葡萄酒、白酒等酒类，也可以用于生产饮料、调味料等食品添加剂。
4. 医药：乙醇可以用于生产药品，如乙醇注射液、乙醇消毒液等，也可以用于提取植物中的有效成分。
5. 清洁剂：乙醇可以用于生产清洁剂，如玻璃清洁剂、洗手液、洗洁精等，因为它具有良好的溶解性和杀菌作用。
6. 其他用途：乙醇还可以用作溶剂、反应介质和洗涤剂等，在制药、香料、涂料、化妆品等行业中也有广泛应用。
此外，乙醇还被用于提取植物中的天然色素和香精油等物质。
总之，燃料乙醇是一种可再生的能源和有机化合物，具有多种用途和优势，被广泛应用于各个领域。
生物质能利用原理与技术pdf
生物质能利用原理与技术一、生物质能转化原理生物质能是指利用有机物质（例如植物、动物废弃物、有机废水等）所蕴含的太阳能，通过生物转化技术将其转化为高品位、高能效的能源形式。
生物质能转化原理主要包括热化学转化和生物化学转化两种方式。
热化学转化包括燃烧、热解、气化等，生物化学转化主要包括厌氧消化、生物发酵等。
二、生物质燃烧技术生物质燃烧技术是最常见的生物质能转化技术之一，其原理是将生物质在炉膛内进行高温燃烧，释放出的热能可用来发电或供热。
通过优化燃烧条件，可提高燃烧效率，减少污染物排放。
三、生物质气化技术生物质气化技术是将生物质转化为可燃气体（主要为氢气、一氧化碳和甲烷等）的过程。
气化反应在缺氧或无氧条件下进行，通过热化学反应将生物质转化为气体燃料。
四、生物质液化技术生物质液化技术是将生物质转化为液体燃料的一种技术，主要方法有间接液化（生物油制备）和直接液化（生物燃料乙醇制备）。
间接液化是将生物质经过热解或气化生成气体，再通过催化剂作用转化为液体燃料；直接液化则是将生物质经过化学处理，直接转化为液体燃料。
五、生物质热解技术生物质热解技术是在无氧或少量氧存在下，将生物质高温热解为可燃气体、液体燃料和焦炭的过程。
热解产物中，气体主要成分为氢气和一氧化碳，液体主要成分为木焦油和木醋液，可用于化工原料或燃料。
六、生物质制氢技术生物质制氢技术是利用生物质在特定条件下分解产生氢气的过程。
该技术主要包括生物发酵制氢和光合作用制氢两种方式。
生物发酵制氢是通过厌氧发酵产生氢气，光合作用制氢则是利用光合细菌或藻类在光照条件下将二氧化碳和水转化为氢气。
七、生物燃料乙醇制备生物燃料乙醇是以淀粉、纤维素等含糖物质为原料，经过发酵、蒸馏等工艺制备而成的一种可再生能源。
制备过程中，淀粉、纤维素等物质经过糖化、发酵生成乙醇，再经过蒸馏提纯得到乙醇产品。
八、生物柴油制备工艺生物柴油是以动植物油脂为原料，经过酯交换反应生成脂肪酸酯类化合物，可作为柴油替代品使用的一种可再生能源。
生物质能利用的技术手段及前景
生物质能利用的技术手段及前景生物质能是指以植物、畜禽粪便、林业和农业废弃物、城市生活垃圾等有机物质为原料，通过物理、化学、生物等手段转化成为液态燃料、气态燃料和固态燃料等可再生能源的总称。
尤其是在当今能源日益紧缺的情况下，生物质能源作为一种可再生、清洁、高效的替代能源，受到了越来越多的关注。
一、生物质能的技术手段1.1 生物质燃烧技术生物质燃烧技术是将生物质能源转化为热能和动力能的一种基础技术，主要有直接燃烧和气化两种方式。
其中直接燃烧主要是将生物质直接燃烧以产生蒸汽，从而驱动发电机发电；气化技术则是将生物质通过高温气化反应，形成可燃性气体，再用于发电、发热等多种用途。
1.2 生物质发酵技术生物质发酵技术是指利用微生物或酶的作用，将生物质转化成有用的生物质能源。
包括沼气发酵技术、蒸压酶解技术、酵母发酵技术、微生物转化技术等。
其中沼气发酵技术是利用微生物将有机废弃物降解为沼气，从而得到一种高能量、清洁的燃料。
1.3 生物质液化技术生物质液化技术是将生物质转化成液态燃料，包括生物质制油、生物质制醇等多个方面。
生物质制油是将生物质进行加热和压力处理，使其几乎瞬间裂解成为液态产品，其中生物柴油是其中的主要产品。
生物质制醇则是采用生物发酵技术，通过将生物质转化为可发酵原料，再将其发酵生成酒精，最终提取出乙醇燃料。
二、生物质能技术的前景生物质能技术具有广泛的应用前景，涉及到能源、化工、农业、环境保护等多个领域。
2.1 生物质能的发电和供热生物质能的发电和供热是目前应用较为广泛的方面，尤其是利用生物质燃烧、气化等热能转化技术，可以产生大量的蒸汽或沼气，从而达到发电和供热的目的，其可再生、清洁的特点使其在清洁能源领域具有很强的优势。
2.2 生物质燃料生物质能作为一种可再生、清洁的能源，近年来也越来越多地应用于生物质燃料的领域，如生物柴油、生物乙醇等。
随着环保要求的不断升级，生物质燃料在交通运输和工业生产中的应用前景将会更加广泛。
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6. 1,3-二磷酸甘油酸的生成 7. 3-磷酸甘油酸的形成 8. 3-磷酸甘油酸和2-磷酸甘油酸互变 9. 2-磷酸烯醇式丙酮酸的生成 10. 丙酮酸的生成 11. 丙酮酸脱羧生成乙醛 12. 乙醛还原生成乙醇
（二）发酵过程中的副产物 1. 甘油和琥珀酸的生成 2. 杂醇油的生成 3. 有机酸的生成
二、淀粉质原料乙醇发酵工艺类型
间歇发酵工艺 半连续式发酵工艺 连续发酵工艺
一、生物质原料乙醇各种乙醇转化酶的催化 作用下发生的，有12步生化反应： 1. 葡萄糖的磷酸化——6-磷酸葡萄糖的生成 2. 6-磷酸葡萄糖和6-磷酸果糖的互变 3. 6-磷酸果糖生成1,6-二磷酸果糖 4. 1,6-磷酸果糖分解生成两分子三碳糖 5. 磷酸二羟基丙酮与3-磷酸甘油醛互变
三、乙醇发酵过程 1. 发酵前期 2. 主发酵期 3. 发酵后期 四、乙醇生产过程常用的技术指标 1. 原料利用率 2. 乙醇生产效率
谷类原料
薯类原料
野生植物原 料
2.
糖类生物质 原料
甘蔗
甜高粱
甜菜
3. 木质纤维素类原料
木质纤维素原料被认为来源最为广泛的燃料乙
醇生产原料。天然木质纤维素原料含有纤维素、半纤 维素和木质素，三者相互缠绕、包裹紧紧结合在一起， 形成一个复杂而稳定的有机体，构成植物细胞壁等保 护性组织。
一、淀粉类原料预处理 （一）原料的清杂与粉碎：原料除杂和粉碎 （二）淀粉质原料的水热处理和糖化 1. 水热处理和糖化的目的和要求 2. 水热处理和糖化工艺 3. 糖化工艺 4. 糊化和糖化的质量控制
一、燃料乙醇的定义和性质
1. 燃料乙醇的定义
乙醇又称酒精，是由C、H、O三种元素组成的有 机化合物。分为燃料乙醇和变形燃料乙醇。
二、燃料乙醇技术发展现状
美国燃料乙醇技术发展现状 巴西燃料乙醇技术发展现状 欧洲及亚洲国家燃料乙醇发展现状 我国燃料乙醇发展现状
一、燃料乙醇的生产原料 1.
淀粉类生物 质原料