木薯粉清液发酵乙醇的研究

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1、1文献综述1文献综述1．1引言乙醇，俗称酒精，分子式为C2H50H，相对分子质量46．07，是一种易燃烧、易挥发的具有特殊性香味的无色透明液体。酒精燃烧后生成水和二氧化碳，释放大量的热，是一种相当好的燃料，且能与水以任意比例互溶。乙醇的主要生产方法有两种即发酵法和合成法，其中发酵法就是利用生物质为原料经过微生物的代谢作用而产生乙醇的方法。在当前世界上石油资源紧缺、原油价格不断攀升、环境压力日益加重的情况下，燃料乙醇作为一种可再生能源应运而生【l】。我国是一个能源消耗大国，占世界以石油、天然气、煤炭和核电等需求总量的10％以上。燃料乙醇的开发利用，符合我

2、国的国情，缓解了石油资源短缺的情况，有助于保障国家的能源安全，有利于改善大气环境、促进农业发展。大力发展可再生能源是一项重大的战略举措，是对利用科学发展观解决我国的经济社会全面、协调、可持续发展等多制约因素的积极探索【2，31。燃料乙醇是一种清洁的可再生能源，作为车用液体燃料，在交通运输方面的作用是太阳能、风能、水能等其它可再生能源不可替代的‘41。燃料乙醇是指往柴油或汽油里加入一定比例的无水乙醇后作为燃料使用。它具有很好的互溶性，其燃烧性能和矿物类燃料相似，不仅能完全燃烧，而且不会产生对人体有危害的物质，可直接用于液体燃料或和其它液体燃料混合使用，能

3、减少对不可再生资源的消耗【5’6l。它的理化性质接近汽油，可与汽油以一定的比例混溶形成混合燃料。它的辛烷值也很高，调和辛烷值在120以上，在汽油中添加燃料乙醇既能有效提高汽油的抗爆性能，又能清洁汽车引擎、减少机油替换。乙醇在降低芳烃、烯烃含量方面经济有效，也降低了炼油厂的改造费用[7，81。乙醇不仅是优良的燃料，还是很好的燃油品质改善剂。它作为燃油的增氧剂，可增加汽油内氧，使其充分燃烧，继而减少了有害物质的生成，降低了汽车尾气的污染水平，达到了节能和环保的目的。检测结果显示，在汽油中添加乙醇，可在很大程度上减少臭氧的排放，降低了臭氧所造成的危害，明显减

4、轻了对大气的污染。汽车尾气成分的变化如1．1所示[9。111。l文献综述表1．1车用汽油中添加一定量乙醇后的检测结果Tab．1．1Thetestresultofaddingacertain踟ountofemanOltomotOrgaSoIine1．2国内外燃料乙醇的发展现状燃料乙醇的生产有相当重要的战略意义，因此世界各国对它的发展也给予了高度重视。美国和巴西已走在世界前列，欧盟自20世纪90年代初也开始了这方面的研究ll引。美国是世界上燃料乙醇的生产大国，早在20世纪30年代，美国就开展了关于燃料乙醇的研究及应用工作。1997年美国为了减少对原油的依赖

5、，建立了“乙醇发展计划”。此计划的实施促使了美国乙醇工业迅速发展，发酵酒精的产量也迅速增加。2008～2010年美国燃料乙醇产量增长量分别占世界燃料乙醇增长量的59％、73％和76％，成为世界上最大的燃料乙醇生产国，产量约占全球燃料乙醇产量的一半以上【13，14】。2011年总产能为4454万吨／年(149亿加仑／年)，实际产量约为4153万吨，占世界燃料乙醇总产量的62．2％。美国共有燃料乙醇生产企业209家，绝大多数以玉米为原料，目前有30％的玉米用作燃料乙醇的生产。根据美国国会在2005年通过的能源法案，2012年政府强制的乙醇使用量会增加至28

6、3．9亿升。在2007年初，美国政府提出建立战略乙醇储备，并计划10年之内达到利用燃料乙醇降低20％的汽油消耗的目标[15'161。为了降低生产成本，美国也颁布了相应的政策以促进纤维乙醇的发展【眩]。巴西是世界上发展燃料乙醇最早的国家。考虑到能源安全和经济发展，促进国内农业、种植业的发展并保护农民利益这些因素，巴西政府于1975年实施了大力发展燃料酒精的计划。该计划为巴西发展绿色可再生能源提供了新途径的同时也保护了环境。巴西生产燃料酒精的原料是以甘蔗、糖蜜、砂糖为主，巴西盛产甘蔗，廉价的甘蔗解决了燃料乙醇的原料问题【41。在巴西，种植的甘蔗中65％都用

7、于乙醇生产，而生产出的乙醇中97％用于燃料。巴西利用甘蔗生21文献综述产乙醇效率最高，成本最有竞争优势。2009年巴西燃料乙醇产量达到了2174万吨，占全球33‰仅次于美国【17】。目前纤维素燃料乙醇还处于研究开发阶段。燃料乙醇计划的实施让巴西形成了独立的经济能源系统并刺激了本国农业及乙醇相关行业的发展，还显著改善了大气质量。巴西含水酒精的售价降为汽油的60％～70％，在全球率先实现了酒精有相对于汽油的经济竞争力[18，19]。我国酒精生产历史较早，但燃料酒精的起步较晚。在国家“十五”和“十一五”的发展计划及政策下，我国的燃料乙醇工业才慢慢发展起来。现

8、在，我国已经开始了燃料乙醇产业的建设。2003年吉林大型燃料乙醇企业投入生产，2007年己成功