生物乙醇燃料..
生物乙醇资料
生物乙醇
生物乙醇是一种可再生能源，被广泛用于代替传统燃料，具有环保、可持续等
优势。
本文将探讨生物乙醇的生产原理、应用领域及未来发展趋势。
生产原理
生物乙醇是通过发酵法制备的。
主要原料包括玉米、甜菜、小麦、红甜菜等含
糖作物，首先将这些原料破碎、蒸煮后加入酵母菌进行发酵，酵母菌分解原料中的糖分，产生乙醇和二氧化碳，最后通过蒸馏提取出纯净的乙醇。
应用领域
生物乙醇作为一种清洁能源广泛应用于交通运输领域。
混合使用生物乙醇的汽
油能有效降低尾气排放，减少对环境的污染。
此外，生物乙醇还可以用作工业原料，如溶剂、酯类化合物等。
未来发展趋势
随着人们对环境保护的重视以及对石油资源的逐渐枯竭，生物乙醇作为可再生
资源将会更受重视。
未来生物乙醇的生产技术将不断完善，生产成本降低，产量增加，推动其在能源替代领域的广泛应用。
总之，生物乙醇作为可再生能源，在环保、可持续发展等方面具有重要意义，
未来的发展将为人类社会带来更加清洁、可持续的能源解决方案。
生物质燃料和醇基燃料
生物质燃料和醇基燃料
生物质燃料和醇基燃料都是可再生能源，它们分别由不同的物质转化而来，具有不同的特性和用途。
1、生物质燃料：
定义：生物质燃料是由生物质转化而来的燃料，如木材、农作物废弃物、动物粪便等。
特性：生物质燃料具有可再生、低碳排放、低硫等特点，是一种环保的能源。
用途：生物质燃料可用于家庭取暖、烹饪、工业供热等领域。
2、醇基燃料：
定义：醇基燃料是指以醇类物质为主要成分的燃料，如甲醇、乙醇等。
特性：醇基燃料具有低毒性、清洁、高燃烧值等特点，但是易挥发，存在易燃易爆的风险。
用途：醇基燃料主要用于替代柴油和汽油等传统燃料，可用于汽车、船舶、发电机等领域。
总结：生物质燃料和醇基燃料都是可再生能源，具有环保、低碳等特点。
生物质燃料主要由生物质转化而来，可用于家庭和工业供热等领域；而醇基燃料以醇类物质为主要成分，可用于替代传统燃料，但存在易燃易爆的风险。
燃料乙醇简介演示
燃料乙醇的生产方法
01
02
03
发酵法
将淀粉质或糖质原料通过 酶解转化为葡萄糖，再通 过酵母发酵产生乙醇。
直接液化法
将木质纤维素原料通过高 温高压和催化剂作用直接 液化成乙醇。
气化合成法
将煤或天然气等化石燃料 通过气化转化为合成气， 再经催化剂作用合成乙醇 。
燃料乙醇的发展前景
政策支持
随着环保意识的提高和政 策的推动，燃料乙醇的需 求和市场将进一步扩大。
技术进步
随着技术的进步，燃料乙 醇的生产成本和存储运输 问题有望得到解决。
国际合作
国际合作有助于推动燃料 乙醇的研发和应用，共同 应对气候变化和能源安全 挑战。
04
燃料乙醇的生产与市场
燃料乙醇的生产情况
燃料乙醇作为化学原料
燃料乙醇可以转化为乙烯、乙酸等化 学原料，用于生产塑料剂
燃料乙醇具有较好的杀菌作用，可以用于消毒、杀菌。
燃料乙醇作为食品添加剂
在某些食品中添加一定量的燃料乙醇可以起到保鲜、防腐的作用。
03
燃料乙醇的优势与局限性
燃料乙醇的优势
可再生性
燃料乙醇燃烧后产生的二氧化碳可被生物吸收，实现碳循环，减少温室气体排放。
燃料乙醇的种类
第一代燃料乙醇
以玉米、甘蔗等淀粉质或糖质原 料通过发酵工艺制备，生产过程 中需要消耗大量粮食和水资源。
第二代燃料乙醇
以木质纤维素原料（如秸秆、木材 废弃物等）通过酶解和发酵工艺制 备，生产过程更加环保和可持续。
第三代燃料乙醇
交通燃料需求
随着环保意识的提高和可再生能 源的推广，燃料乙醇作为生物燃 料在交通领域的需求不断增长。
生物乙醇
问题
生物乙醇的未来
第一代： 第一代： 粮食
前景 希望在二三代
第二代： 植物纤维 第三代： 海藻
解决方案
第二代生物燃料更“政治正确”。它们不 第三代生物燃料主要是指从海藻中提取油脂等物质。 第一代生物乙醇是用粮食来生产的，比如说在 要用粮食制造，转而采用不可食用的纤维素 种植海藻不需要占用土地和淡水资源。美国能源部估计， 美国是用玉米，在巴西用甘蔗等等。但是因为玉 比如用麦秆、玉米秆生产酒精。现在已经有 如果要全部用海藻燃料代替化石燃料，需3.8万平方千 米也好、甘蔗也好，都是以牺牲粮食为代价的， 人在生产第二代生物燃料，但是问题在于用 米的海面作为第三代生物燃料项目，从海藻中提炼生物 导致了粮价的飞涨，渐渐地会被淘汰 来分解纤维素的酶成本太高。但是科学家们 燃料的研究正处于实验室阶段，中国也在研究，但距离 现在正在用转基因的方法培养一种“超级酵 实现商业化阶段还比较远。 母菌”实现纤维素的高效转化。
生物乙醇面临的问题
其中一个问题是 生物燃料的发展 会让贫穷国家的 粮食问题更加严 重。发展生物燃 料势会让粮食价 格继续攀升。也 就是说，富人的 “环保”正在使 穷人更饥饿。
虽然第一代生物燃料“相当 的环保”，但是很显然它把 人嘴里的食物夺出来挪作他 用了 另外一个问题是
生物燃料的能量 效率较低。有一 个比率叫“化石 燃料比率”，汽 油的这个比率是 0.81，而玉米酒 精的比率高达 1.3，说它的效 率还不如化石燃 料，比汽油差得 远，
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新的共同能源政策 ，计划到2020年 实现生物燃料乙醇 使用量占车用燃料 的10%。
3
中国开发生物燃料
乙醇的热潮也在近两 年骤然升温。2005年 ，中国生产燃料乙醇 125万吨，2006年增 长到133万吨。中国 燃料乙醇的消费量已 占汽油消费量的20% 左右
生物燃料甲醇乙醇生物柴油的政策
生物燃料是一种利用生物质资源制备的可再生能源，包括甲醇、乙醇、生物柴油等。
随着全球能源危机的日益严重，环境问题的日益突出，生物燃料作为一种清洁、可再生的能源备受关注。
政府在生物燃料产业方面出台了许多政策，以促进生物燃料产业的发展和应用，使其成为能源结构调整的重要组成部分。
本文将就生物燃料甲醇、乙醇和生物柴油的政策进行介绍和分析。
1. 生物燃料甲醇的政策甲醇是一种重要的生物燃料，在交通运输、民用加热等领域有着广泛的应用。
为了加快生物甲醇产业的发展，政府出台了多项支持政策。
对生物甲醇生产企业给予税收优惠，减免企业所得税等。
对使用生物甲醇的企业进行奖励，鼓励企业在汽车、发电、化工等领域使用生物甲醇，促进生物甲醇的市场化应用。
政府还加大对生物甲醇生产技术开发和研究的资金支持，鼓励科研单位和企业加强创新，提高生物甲醇生产技术水平，推动生物甲醇产业的健康发展。
2. 生物燃料乙醇的政策乙醇是一种重要的生物燃料，可用于汽油替代品、生物柴油添加剂等。
为了推动生物乙醇产业的发展，政府出台了一系列支持政策。
加大对生物乙醇生产企业的财政补贴力度，鼓励企业增加生物乙醇生产产能，提高生产技术水平。
对购物和使用生物乙醇的企业和个人给予一定的补贴和奖励，增加生物乙醇的市场需求。
政府还加大对生物乙醇生产原料的支持力度，鼓励农民增加玉米、小麦等生物乙醇生产原料的种植面积，保障生物乙醇生产原料的供应。
3. 生物柴油的政策生物柴油作为一种优质的清洁能源，具有较高的替代性和环保性，在交通运输、工业制造等领域有着广泛的应用前景。
为了促进生物柴油产业的发展，政府出台了多项支持政策。
对生物柴油生产企业进行税收优惠，鼓励企业增加生产投入，提高生产技术水平。
对使用生物柴油的企业和个人给予补贴和奖励，增加生物柴油的市场需求。
政府还鼓励科研单位和企业加大对生物柴油关键技术的研发力度，提高生物柴油的品质和竞争力。
通过以上对生物燃料甲醇、乙醇和生物柴油的政策分析，可以看出政府重视生物燃料产业的发展，出台了一系列有利于生物燃料产业发展的政策，以促进生物燃料产业的健康发展。
乙醇燃料的环保影响和减排效果
乙醇燃料的环保影响和减排效果随着环保意识的不断加强，乙醇燃料越来越被人们所重视。
与传统燃料相比，乙醇燃料具有低碳排放、环境友好等优点，而且乙醇是一种可再生的能源，不会被耗尽。
那么，乙醇燃料的环保影响和减排效果到底如何呢？乙醇燃料的环保影响主要表现在两个方面。
首先，乙醇燃料的燃烧过程中产生的二氧化碳排放量要比传统燃料低很多。
这是因为与传统燃料相比，乙醇具有更高的氧含量和更低的碳含量，因此在燃烧过程中产生的二氧化碳排放量要低很多。
此外，乙醇燃料也可以减少其他有害气体的排放，例如一氧化碳和氮氧化物等。
其次，乙醇燃料的生产过程中产生的环境污染要比传统燃料少很多。
乙醇是通过对部分植物原料进行发酵、蒸馏等工艺来制备的，这个过程中只需要少量的能量输入，而且乙醇的生产过程中排放的污染物和温室气体也比较少。
而传统燃料的生产过程则需要大量的能量投入，而且会产生很多的有害污染物和温室气体，例如二氧化硫、氮氧化物等。
再来看乙醇燃料的减排效果。
乙醇燃料虽然不能完全避免排放有害气体和温室气体，但是可以显著减少这些气体的排放。
以生物乙醇为例，与传统燃料相比，使用生物乙醇可以减少约40%的二氧化碳排放量，同时减少约80%的一氧化碳排放量和30%的氮氧化物排放量。
此外，乙醇燃料还可以有效缓解交通运输带来的环境压力。
交通运输是一大污染源，其排放的汽车尾气中含有大量的有害气体和颗粒物，给城市环境和人民身体健康带来了很大的威胁。
而乙醇燃料的使用可以有效减少汽车尾气中的有害气体和颗粒物的排放，从而降低城市空气污染的程度，对人民健康和环境保护都有很大的好处。
然而，乙醇燃料也存在一些问题，例如生产成本较高、影响粮食供应等问题，需要进一步解决。
但总的来说，乙醇燃料的环保影响和减排效果还是非常显著的，可以为环境保护和减排工作做出重要的贡献。
在今后的发展中，我们需要进一步推广和完善乙醇燃料的生产和使用，以加速环保和可持续发展的进程。
生物质燃料技术的现状和前景
生物质燃料技术的现状和前景能源问题一直是人类面临的难题，尤其是在当今社会，全球能源需求不断上升，而且环境问题也越来越引起人们的关注。
为此，许多国家开始在生物质燃料技术方面加大投入，寻求对人类未来能源的可持续发展。
一、生物质燃料技术现状生物质燃料技术是利用植物、生物废弃物等生物质资源燃烧而获得的清洁能源。
目前，全球已经开始对生物质燃料技术进行研究和开发，并取得了相当的进展。
生物质燃料技术主要分为液体生物质燃料（如生物柴油、生物乙醇等）、固体生物质燃料（如木材颗粒、生物质炭等）和气体生物质燃料（如沼气、生物气体等）等。
其中，生物柴油和生物乙醇是目前应用最为广泛的液体生物质燃料。
生物柴油是从油料植物中提取的轻质油脂经过酯化反应，形成的一种清洁燃料。
而生物乙醇则是用淀粉类和糖类物质发酵后获得的一种可替代汽油的清洁燃料。
固体生物质燃料主要指的是作为燃料的木材、秸秆等颗粒和生物质炭。
它们不仅具有高能量密度、低成本，而且还可以减少燃煤污染等环境问题。
气体生物质燃料包括沼气、生物气体等。
在农村地区，生物气体一般是通过饲料废弃物和污水等废弃物质经过厌氧发酵产生的，利用人和动物排泄物和农业废弃物等物料可获取大量沼气，以其为燃料，也可节省传统能源，防止污染。
二、生物质燃料技术前景1.生物质燃料可替代石化燃料，达到环保减排的目的生物质燃料作为清洁燃料，不仅能够缓解全球石化资源的短缺问题，而且可以有效减轻排放的温室气体，达到环保减排的目的。
在生产过程中，生物质燃料的集成利用，可有效地化解农业枯余物，减少热害病虫害、降低土壤糜烂度和肥料损失，同时减少农田通气阻断、提升土壤性质。
此外，生物质燃料是一种可再生资源，想要保护我们的星球，就必须使用可再生资源。
2.生物质燃料具有广泛应用的前景与传统化石燃料相比，生物质燃料具备资源广泛、特性多样、生产可控、入手门槛低等优势，应用场景也越来越多，目前主要用于发电、汽车、烧烤等领域。
未来，随着相关技术的不断发展和应用领域的不断扩展，生物质燃料的使用场景将更加广泛，为可再生能源的利用创造更多的机会。
生物乙醇
生物乙醇概述生物乙醇是以富含淀粉，糖分的生物质为原料通过发酵和蒸馏提纯制得的乙醇，属于可再生资源。
生物质原料包括玉米，高粱，小麦，大麦，甘蔗，甜菜，土豆等含糖类和淀粉的农作物。
此外城市垃圾，甘蔗渣，小树干，木片碎屑等纤维质原料也可用来生产生物乙醇。
目前生物乙醇主要来自于谷物粮食发酵，该工艺生产技术已经相当成熟，但生产成本较高，且受到粮食安全等社会因素的制约。
生物乙醇最廉价的智取途径是废弃的农作物秸秆发酵。
生物乙醇可以单独或与汽油混配制成乙醇汽油作为汽车燃料。
汽油掺乙醇有两个作用：一是乙醇辛烷值高达115，可以取代污染环境的含铅添加剂来改善汽油的防爆性能；二是乙醇含氧量高，可以改善燃烧，减少发动机内的碳沉淀和-氧化碳等不完全燃烧污染物排放。
同体积的生物乙醇汽油和汽油相比，燃烧热值低30％左右，但因为只掺入10％，热值减少不显著，而且不需要改造发动机就可以使用。
全球现在使用生物乙醇做成ETBE（乙基叔丁基醚--一种性能优良的高辛烷值汽油调和组分）替代MTBE（甲基叔丁基醚），通常以5~15%的混合量在不需要修改/替换现有汽车引擎的状况下加入；有些时候ETBE也以替代铅的方式加入汽油中，以提高辛烷值而得到较洁净的汽油；也可以完全替代汽油使用为输送燃料。
目前世界上使用乙醇汽油的国家主要是美国、巴西等国。
在美国使用的是E85乙醇汽油，即85%的乙醇和15%的汽油混合作为燃料，而美国是用甘蔗和玉米来生产乙醇的，这种E85汽油的价格与性能与常规汽油相似。
我国化石资源相对缺乏，必须大力发展生物乙醇燃料。
一方面，我国面临能源短缺的压力。
2009年中国的石油对外依存度突破51.2%，到2020年中国石油需求量将高达4.5亿吨，其中2.5亿吨来自进口。
近年国际油价大幅飙升，对中国经济造成了影响，利用可再生资源发展生物乙醇，可以部分替代常规能源，有效缓解能源短缺。
另一方面，发展燃料乙醇是调整我国农业结构，提高农民收入的有效手段。
生物燃料相关知识点总结
生物燃料相关知识点总结一、生物燃料的种类1. 生物乙醇生物乙醇是以植物的淀粉或纤维素为原料，经过糖化、发酵和蒸馏等工艺生产出来的液体燃料。
常见的生物乙醇原料包括玉米、甘蔗、小麦等农作物，也可以使用木材废弃物、秸秆等生物质作为原料。
生物乙醇广泛应用于汽车燃料、酒精燃料等领域。
2. 生物柴油生物柴油是以植物油或动植物脂肪为原料，经过酯化或裂解等工艺生产出来的液态燃料。
生物柴油的原料主要包括大豆油、棕榈油、菜籽油等植物油，也可以使用动物脂肪等动植物油脂作为原料。
生物柴油广泛应用于柴油机车辆、工程机械等领域。
3. 生物天然气生物天然气是以生物质经过气化、发酵、甲烷化等工艺生产的可燃气体燃料。
生物天然气的原料主要包括秸秆、木屑、农业废弃物等生物质，也可以利用生物气化技术将生物质转化为天然气。
生物天然气广泛应用于城市燃气、工业燃料等领域。
4. 生物液化天然气生物液化天然气是将生物天然气通过液化工艺生产的液态燃料。
生物液化天然气的原料和生产工艺与生物天然气相似，但生产出的产品是液态天然气，具有更高的储运便利性。
生物液化天然气广泛应用于发电、地面交通等领域。
二、生物燃料的生产技术1. 生物质糖化生物质糖化是将植物的淀粉或纤维素分解成可发酵的糖类的工艺。
常用的生物质糖化技术包括酶解法、酸水解法、热水水解法等，通过这些技术可以将植物的淀粉或纤维素转化为葡萄糖等可发酵糖类。
2. 生物发酵生物发酵是利用微生物（常见的为酵母菌）将可发酵的糖类转化为酒精或有机酸的过程。
常见的生物发酵工艺包括传统发酵、高效发酵、固定床发酵等，通过这些工艺可以高效地将糖类转化为酒精等产品。
3. 生物油脂合成生物油脂合成是将植物油或动植物脂肪转化为生物柴油的工艺。
常用的生物油脂合成技术包括酯化法、裂解法、脂肪酸甲酯化等，通过这些技术可以将植物油或动植物脂肪转化为生物柴油。
4. 生物气化生物气化是将生物质转化为合成气或生物天然气的工艺。
常见的生物气化技术包括干燥气化、气固两相流化床气化、生物气化发电等，通过这些技术可以将生物质高效地转化为可燃气体。
生物质燃料乙醇的发展现状及趋势
生物质燃料乙醇的发展现状及趋势摘要：燃料乙醇作为生物质能源的一种，以其可再生、清洁环保等方面的特性，成为化石能源的重要替代品。
本文简要论述了燃料乙醇的生产技术，以及国外重要燃料乙醇生产国的发展现状，进而说明我国发展燃料乙醇的重要性及发展趋势。
关键词：生物质；燃料乙醇；现状；趋势Abstract：as a kind of biomass energy，fuel ethanol has become an important substitute for fossil energy because of its characteristics of renewable，clean and environmental protection.In this paper，the production technology of fuel ethanoland the development status of fuel ethanol producing countries abroad are briefly discussed，and the importance and development trend of fuel ethanol in China are illustrated.Key words：biomass；fuel ethanol；status；trends随着石油储量不断下降，石油开采成本不断加大，环境破坏日益加剧，人们逐渐将目光转向为核能、风能及生物质能等替代能源。
燃料乙醇是目前世界各国生产最多的生物质液体燃料，也是我国目前投入最大、研究最成熟的清洁替代能源。
一、燃料乙醇生产技术现状第1代燃料乙醇第1代燃料乙醇主要是以粮食或饲料为原料的生产工艺，其原理是利用原料中的糖类物质发酵生产燃料乙醇。
具有工艺成熟、淀粉转化率高等特点，但存在的原料成本高、原料有限等问题，根据我国的相关政策规定，到2020年，以粮食作为原料生产燃料乙醇产量被限制在150万千L以下，而以薯类和甜高粱等非粮原料生产燃料乙醇也仅是过渡工艺，未来以农作物秸秆为代表的各类纤维类生物质生产燃料乙醇技术，被认为是未来解决燃料乙醇的根本出路[1]。
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
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。
生物质能源-燃料乙醇
生产酒精的原料
原料種類
作物
糖質原料
甘蔗，甜高梁
澱粉質原料
小麥、玉米
纖維質原料
稻稈、舊報紙
藻類
綠藻、馬尾藻
.
Production capability for Ethanol is about 5.81 million ton in China. Fig: medium and large enterprise spatial distribution
.
我国从2001年开始推广“车 用乙醇汽油”。
.
酒精发酵罐
.
1、罐型
➢ 酒精发酵罐筒体为圆柱形， 低盖和顶盖均为碟形或锥形。
➢ 在酒精发酵过程中，为了回 收二氧化碳气体及其所带出 的部分酒精，发酵罐采用密 闭式顶有人孔，视镜及二氧 化碳回收管。
➢ 进料管接种管压力表和测量 仪表接口管等。
➢ 罐底装有排料口和排污口罐 身上下装有取样口和温度计 接中口对于型发酵罐。
乙酰木聚糖酯酶 Acetylxylan esterase
阿拉伯呋喃糖苷酶 Arabinofuranosidase
H OH
OCH3
H
OCH3
OH
.
纤维素
Cellulose
纤维素酶酵母
纤维素
Cellulose
CHO
H
OCH3
OH
外切葡聚糖酶 Exoglucosidase
纤维二糖水解酶 Cellobiohydrolase
内切葡聚糖酶 Endoglucsidase
纤维二糖酶 Cellobiase
CHO
H OH
OCH3
CHO
H
OCH3
OH
.
生物燃料的种类与可持续性
生物燃料的种类与可持续性生物燃料是一种以生物质为原料制造的可用于能源供应的燃料，它可以作为替代传统石油燃料的一种可持续能源。
生物燃料可以从多种生物质来源制取，包括农作物，林木和废物等，因此它具有较低的碳排放，被视为环保的能源选择。
生物燃料的种类非常丰富，包括生物乙醇，生物柴油和生物气体等。
以下是其中几种常见的生物燃料。
首先是生物乙醇，它是一种从植物物质中提取的酒精燃料。
生物乙醇可通过利用谷物（如玉米、小麦）和纤维素（如秸秆、木材）的糖分发酵而生产。
生物乙醇作为液体燃料，可以用作汽车和航空飞机的燃料，也可以与传统汽油混合使用。
由于生物乙醇的CO2排放量比传统燃油低，它被认为是一种可持续的生物燃料。
其次是生物柴油，它是一种由动植物油脂转化而来的燃料。
生物柴油的生产过程涉及将油脂与醇（如甲醇或乙醇）和碱（如钠或钾）催化反应。
作为一种可再生的能源，生物柴油可以直接替代传统柴油，用于发电、农业机械和运输工具等领域。
生物柴油在燃烧过程中排放的CO2可以被植物吸收，形成一个可持续的循环。
另外一种常见的生物燃料是生物气体，它是通过生物质的气化过程产生的气体燃料。
气化是一种将固体生物质转化为气体燃料的过程，该过程需要在高温和压力下进行。
气化反应可以使用多种生物质来源，如木材、农作物废料和牲畜粪便等。
生物气体主要包括氢气、一氧化碳、甲烷和氮气等成分。
生物气体可以作为替代天然气和煤炭的燃料，用于发电、供暖和工业生产等应用领域。
对于生物燃料的可持续性来说，一方面生物燃料的源头是可再生的，可以持续产生，不会耗尽大量地质资源。
另一方面，生物燃料的生产和使用过程可以减少大气中的二氧化碳排放量，对环境影响较小。
此外，生物燃料可以促进农作物的种植和废物的处理，为农民和废物管理提供了经济和环保的双重好处。
然而，生物燃料也面临一些挑战和争议。
生物燃料的生产过程消耗大量土地、水源和能源等资源。
如果大规模生产生物燃料，可能会导致土地资源竞争和水资源短缺等问题。
生物燃料乙醇
5.2.1.3 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。
2 pH。酵母的生长pH范围较广，为3—8，但最适生长 pH为3.8—5.0。当pH降到4.0以下时，酵母仍能继续繁殖， 而此时乳酸菌已停止生长，酵母的这种耐酸性能被用来压制 和消除污染基质中细菌的生长，即将该培养料加酸调至 pH3.8—4.0，并保持一段时间，在此期间酵母生长占绝对 优势，细菌污染即可消除。
√ 酿酒酵母最大的局限是不能直接利用生淀粉和寡糖，不能 利用戊糖。
√ 自1990年以来，有许多文献报道在酵母中表达不同来源
的α-淀粉酶和糖化酶。
√ 2004年Shigechi等报道利用细胞表面工程构建表达α-淀粉
酶和糖化酶的酵母，利用生淀粉发酵产生乙醇。该酵母能在 72h内产生61.8g/L乙醇，是生玉米淀粉理论收率的86.5%。
转化
微生物发酵
提取
原料
糖
乙醇醪液
乙醇
• 我国乙醇年产量为300多万吨，近年有逐渐增加的趋势， 仅次于巴西、美国，列世界第三位。其中，发酵法占绝对优 势，80%左右的乙醇用淀粉质原料生产，约10%的乙醇 用废糖蜜生产，以亚硫酸盐纸浆废液等纤维原料生产的乙 醇占2%左右，化学合成法生产的乙醇仅占3.5%左右。随 着生物技术的发展及现实需求，以纤维素为原料的大规模 乙醇发酵生产已经提上议事日程，目前国内已达到中试生 产阶段。
糖，不发酵乳糖、菊糖、蜜二糖。
2
南阳混合酵母（1308）。菌落特征和利用糖的情况
和南阳五号酵母相同。细胞呈圆形，少数卵圆形。该酵母在含
什么是燃料乙醇.燃料乙醇的原理
什么是燃料乙醇.燃料乙醇的原理燃料乙醇燃料乙醇是燃烧清洁的高辛烷值燃料，可由再生能源生产。
最基本的是，乙醇从农作物如谷物生产酒精。
因为可以减少从国外进口能源的依赖。
100%的纯乙醇通常不用作汽车燃料，通常用无铅汽油掺混，这有利于：减少燃料费用，增加燃料的辛烷值，并减少了汽油的有害排放。
任何量的乙醇均可与汽油掺混。
与普通汽油功率油耗相比从机理讲：燃料乙醇的热值比汽油热值低，乙醇汽油因加入10%的乙醇，其热值理论上降低了3%，会使动力性能下降，但乙醇中含氧，使汽油中含氧量增加3.5%，将原汽油中不能完全燃烧的部分充分燃烧，提高了燃料的热值与功率，从而使油耗相应减少，两者相抵，使总体油耗持平或略有降低。
产品描述:用途：与汽油或柴油混配，作为汽车动力燃料。
燃料乙醇是未加变性剂、可作为燃料用的无水乙醇。
乙醇俗称酒精，是由玉米、小麦、薯类、糖蜜等为原料，经液化糖化、发酵、蒸馏而制成。
将乙醇进一步脱水为无水乙醇后，再加上适量变性剂（无铅汽油）形成变性燃料乙醇。
车用乙醇汽油，就是把变性燃料乙醇和汽油以一定的比例混配形成的一种新型汽车燃料。
由于乙醇是一种具有较高辛烷值的含氧化合物，按合适的比例调入汽油中，会提高汽油的辛烷值，降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放。
因此，世界上已有很多国家将乙醇作为汽油的调合组分，其中巴西和美国乙醇用量最大，巴西车用乙醇汽油中乙醇含量平均达22%（v/v），美国车用乙醇汽油中乙醇含量为10%（v/v）。
美国、巴西等国家推广使用燃料乙醇给国家带来了巨大综合效益：如在刺激农业生产、维护粮价、完善能源安全体系、减少对石油的依赖、节约外汇、增加就业、增加财政收入、改善燃油品质及大气质量等方面，均为世界所公认。
目前，许多农业资源国如英国、荷兰、德国、奥地利、印度、泰国、南非等国家均已制定规划，积极发展燃料乙醇工业。
目前，我国石油进口量约占使用量的20%，预计到2010年前后将达到40%，车用汽油年消耗量为6400万吨。
生物燃料乙醇的名词解释
生物燃料乙醇的名词解释生物燃料乙醇是一种可再生能源，用于替代传统石油燃料的一种选择。
它是一种醇类有机化合物，化学式为C2H5OH，也被称为乙醇或酒精。
乙醇可以通过多种方式生产，其中最常见的方法是利用植物材料发酵制成。
在乙醇生产过程中，植物材料首先被收集和处理，目的是提取可用于发酵的淀粉或糖类。
常见的原料包括玉米、甘蔗、木薯、小麦等。
这些植物材料被压碎、研磨和加热，使其转变为可溶于水的糖类溶液。
然后，以稳定的温度将酵母菌或其他微生物添加到溶液中，这些微生物通过发酵将糖类转化为乙醇。
生物燃料乙醇的使用在全球范围内逐渐普及，主要有以下几个原因。
首先，乙醇是一种相对清洁的燃料，它的燃烧产生的二氧化碳排放量比传统石油燃料低，对减缓全球气候变化有一定贡献。
其次，生物燃料乙醇易于获取，原料丰富且广泛分布。
不同地区可以利用各自的植物资源来生产乙醇，减少对进口石油的依赖。
此外，生物燃料乙醇在某种程度上可以创造就业机会，促进地方经济的发展。
然而，尽管生物燃料乙醇有许多优点，但也存在一些挑战和问题。
首先是生产成本较高。
相比传统燃料，生产乙醇需要耗费大量的能源和水资源，导致生产成本上升。
其次，乙醇的能量密度较低，需要较大的储存空间。
这对于车辆使用乙醇作为燃料而言可能是挑战，因为它们需要更频繁地加油。
此外，乙醇的生产也可能导致土地使用变化，引发对食品和水资源的争夺。
为了克服这些问题，许多研究人员和工程师致力于开发高效的生物燃料乙醇生产技术和新型原料。
他们试图通过改进发酵过程和使用更高效的生物催化剂来提高乙醇产量，并寻找能够在较低成本和环境影响下生产乙醇的新植物。
此外，还有一些关注于生物燃料乙醇与其他能源形式的结合，例如太阳能和风能，以提高整体能源利用效率。
总之，生物燃料乙醇作为一种可再生能源，在全球能源转型中发挥着重要作用。
它的生产和使用不仅可以减少对有限的石油资源的依赖，还可以减少温室气体排放，为环境保护做出贡献。
然而，面临的挑战也不能被忽视，需要不断进行研究和创新，以实现更高效和可持续的生物燃料乙醇生产。
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预处理
预处理的主要目的是降低纤维素的 分子物质，打开其密集的晶状结构， 以利于进一步的分解和转化。预处 理过程中，半纤维素通常直接被水 解成了各种单糖（如木糖，阿拉伯 糖等），剩下的不溶物质主要是纤 维素和木质素。
预处理原因
纤维素分子是由葡萄糖苷通过β-1，4糖苷键联接起来的 链状高分子。纤维素的结晶区域是由纤维素分子整齐规 则地折叠排列而成的。在结晶区域里，葡萄糖分子的羟 基与分子内部或与分子外部的氢离子相结合，没有游离 的羟基存在，所以纤维素分子具有牢固的结晶构造，酶 分子及水分子难以侵入内部。因此，纤维素的结晶部分 比无定形部分难降解。 由于木质素、半纤维素对水解的保护作用, 以及纤维素本 身的结晶结构使得天然的木质纤维素直接进行酶水解的 程度很低, 一般只有 10 %-20 %。为了提高纤维素的水解 率, 必须对木质纤维素原料进行预处理, 脱去木质素和半 纤维素, 从而提高水解效率。
纤维素乙醇产业化亟待解决的关键技术
目前，许多国家虽然建造了纤维质原料的燃料乙醇示范 性工厂，但其生产成本相对于汽油和粮食乙醇来说仍无 法竞争，其产业化人存在很大的问题。总结起来，利用 生物技术转化生物质植物纤维资源主要面临4个技术难点。 1． 生物质原料分布分散 2． 生物质原料需进行复杂的预处理 3．降低纤维素酶的生产成本，提高酶解效率
生物乙醇的分类
第一代生物乙醇：利用粮食，比如，在美国是用玉米，在巴西用甘 蔗等等生产乙醇等生物能源。
纤维素乙醇
第二代生物乙醇：利用非粮食生物质生产乙醇。（cellulosic ethanol） [ 来源：秸秆，稻壳，树木枝叶，甘蔗渣] 第三代生物乙醇：利用藻类（如海藻或者淡水藻类)，通过对藻类进 行养殖，等长成之后进行收获，收获之后要晒干，然后通过酵母菌 发酵生产乙醇。 第四代生物乙醇：第四代生物能源技术目前是一个创新，它是通过 对藻类进行改造而生产乙醇。例如，对蓝藻进行改造，使其通过光 合作用吸收二氧化碳，直接生产乙醇以及副产品和氧气。
原理：纤维素酶不是单一物质，其主要成分为 内切葡萄糖酶、外切葡萄糖酶和β一葡萄糖苷酶。 其中内切葡萄糖酶的作用是随机地切割β一1，4 葡萄糖苷键，使纤维素长键断裂；外切葡萄糖酶 的作用是从纤维素长 链的还原端切割下葡萄糖和 纤维素二糖；β一葡萄糖苷酶的作用是把纤维二 糖和短链低聚糖分解成葡萄糖。
3、物理化学方法：蒸汽爆破法、CO2 爆破法、氨纤维爆 破法
4生物法：采用分解木质素的微生物降解木质素, 从而提 高纤维素和半纤维素的酶解糖化率。
水解
纤维素制燃料乙醇的难点在于纤维素的 水解，目前已有的水解方法包括浓酸水 解法、稀酸水解法和酶水解法。
酶水解
酶水解始于20世纪50年代的生化反应，是较新的 生物质水解技术。它主要利用纤维素酶对生物质 的纤维素进行水解进而发酵生成乙醇。
优点是：①在常温下进行，过程能耗较低；②酶的选择 性高，糖产率高，可大于95％；③提纯过程简单，无污 染。 缺点是：①所需时间长，一般需要几天；②酶的成产 成本高，水解原料须经预处理。可以看出酶水解有着较 多的优点，但要实现大规模应用，必须极大地降低酶的 生产成本。所以，目前还没有得到较大地推广。
发酵
发酵方式： 1、分步水解发酵工艺（SHF） 2、同步糖化发酵工艺（SSF） 3、固定化微生物水解发酵法（CBP）
分步水解发酵工艺（SHF）
这一工艺过程是传统的生物乙醇的制备工艺 ,流程简单 。 其特点是纤维素的水解和水解产物的发酵过程是在不同 的反应器内进行的 。这样 , 工艺的反应条件互不影响 ,均 可实现最佳的工艺条件 。但是 ,由于水解产物葡萄糖等对 纤维素酶的活性有抑制作用 ,水解效果也不甚理想 。
预处理方法
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。 1、物理法：常见的物理方法包括机械破碎法、 高温热水 法等。一般物理法对环境污染较小, 且过程较为简单, 但 物理法处理需要较高的能量和动力, 因此会增加生产成本。 2、化学法：化学法主要是指以酸、碱、有机溶剂作为物 料的预处理剂, 破坏纤维素的晶体结构, 打破木质素与纤 维素的连接, 同时使半纤维素溶解。
纤维素乙醇
Contents
目录
01
02 03 04
生物乙醇的概念
生物乙醇的分类
纤维素乙醇生产工艺
国内纤维素乙醇现状
生物乙醇
生物乙醇是以生物质为原料，通过微生物发酵而生产的 一种可再生能源 。 在能源问题成为全球关注的焦点 这一背景下，生物乙醇 已经被视为替代和节约汽油的最佳燃料，其高效的转换 技术和洁净利用日益受到全世界的重视，已经被广泛认 为是21世纪发展循环经济的有效途径。
同步糖化发酵工艺（SSF）
在酶水解糖化纤维素的同一容器中加入产生乙醇的纤维 素发酵菌，使糖化产生的葡萄糖和纤维二糖转化为乙醇。 纤维素的酶水解糖化和发酵过程在同一装置内连续进行， 消除了底物葡萄糖浓度的增加对纤维素酶的反馈抑制作 用。但SSF法也存在一些抑制因素，如木糖的抑制作用、 糖化温度与发酵温度不协调等。消除木糖抑制的方法是 利用能转化木糖为乙醇的菌株，如假丝酵母、管囊酵母 等。研究较多的是利用葡萄糖与木糖的菌株混合发酵， 与单纯的葡萄糖发酵菌和单纯的木糖发酵菌相比，混合 发酵乙醇的产量分别提高30％一38％和l0％一30％。 SSF法与SHF法相比，虽SHF法乙醇的产率高，但SSF法 耗时短，燃料乙醇的产量高。SSF法有连续或半连续工艺， 半连续的SSF法可减少酶的用量。后来由同步糖化发酵法 衍生出了同步糖化共发酵（SSCF）。
纤维素乙醇生产工艺
纤 维 质 原 料 生 产 乙 醇 工 艺
纤维素水解发酵工艺
主要内容
生物质合成气发酵工艺
纤维素乙醇生产工艺
纤维素原料（主成分：纤维素、半纤维素、木质素 ）技术难点： 预处理（去除阻碍水解和发酵的物质）： 最有工业化价值的预处理方法是酸法和蒸汽爆破法 。 水解（进一步转化为乙醇发酵的糖源 ）： 最有工业化价值的水解方法是酸法和酶法 。 酶法是理论上最有发展前途的方法，但目前尚未找到能 够直接作用于木质纤维素超分子结构的酶种，因而往往 与其它方法配合使用。 发酵：工艺基本与淀粉质和糖类原料相同 。