酒精发酵工艺与能源危机

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1、酒精发酵工艺与能源危机Alcoholfermentationandenergycrisis第一章概述第六章结论和展望第五章乙醇汽油的优缺点第四章燃料乙醇的添加第三章　酒精发酵的操作规程第二章酒精发酵的可行性与必要性第一章概述发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。酒精发酵是在无氧条件下，微生物（如酵母菌）分解葡萄糖等有机物，产生酒精、二氧化碳等不彻底氧化产物,同时释放出少量能量的过程。酒精发酵和乳酸发酵是两类极具代表性的发酵过程。进入21世纪以来，我们在体验新时代所带来的便利的同时，埋藏已久的危机也

2、逐渐显现。其中，能源危机的影响已经不可忽视了。石油，作为一次性、不可再生、应用最为广泛的能源，目前全球已知的石油储量，约为1万亿桶，够人类消费36—40年（按目前的石油消费速度计算）。除了这1万亿桶以外，有待发现的石油大约也有1万亿桶。这就是说，地下总共还有2万亿桶石油可供开采利用，可供人类消费近80年。同时，石油的供应大致上由一些拥有大量石油储藏的国家所控制，主要的产油国成立了石油输出国组织（OPEC），OPEC控制了全球石油出口的大部分产量，对世界油价具有强大的杠杆作用。而作为石油匮乏的国家，如中国，转向其他能源无非是应对这种作用无二的选择。第二章酒精发酵的可行性与必要性HHCHO

3、CHHH酒精发酵的反应式2CO2+2NAD+由于生物发酵的生化反应机理明了，同时具有高产、稳产，操作简单，是制备酒精的完美选择。2NADH+2H++2H2OC6H12O6+2NAD++2pi2CH3COCOOH+2CH3COCOOH+2NADH+2H+2CH3CH2OH+2CH3CH2OH+2CO2C6H12O6CH2OPCHOCHOHCOOHCHOHCH2OP2COOHHCOCH2OHP2COOHCOPCH22COHCOOHCH22OHHCH2OHOHHHOHHOHOHCH2OOHHHOHHOHOPHOHHOHHOHOCH2HoOHHPHOHHOHOCH2HoCH2OHPPCH2OP

4、C=OCH2OHO=COPHCOHCH2OP2COOHC=OCH322NAD+2(NADH+H+COOHCH3CHOHCHOCH3CH2OHCH3+2H+旧能源的枯竭新能源的艰难前进乙醇汽油目前，巴西是世界上最用乙醇汽油中乙醇含量已达到20%。美国是世界上第二大燃料乙醇的消费大国。1978年含10％乙醇汽油（E10汽油）在内布拉斯加州大规模使用，此后，美国联邦政府对E10汽油实行减免税，2000年美国燃料乙醇产量达到500万吨。国内乙醇汽油产量占世界第三位，09年国家发展与改革委员会上呈全国两会的报告统计，全国目前已有每年混配一千万吨乙醇汽油的能力，乙醇汽油的消费量已占全国汽油消费量的

5、20%。十一五规划第十二章第四节里面提到加快开发生物质能，支持发展秸秆、垃圾焚烧和垃圾填埋气发电，建设一批秸秆和林木质电站，扩大生物质固体成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生产能力。第三章酒精发酵及其操作规程第一节燃料乙醇发酵和传统乙醇发酵的不同第二节燃料乙醇发酵的操作规程第三节发酵过程中的注意事项第四节发酵后处理传统乙醇发酵：酒制品、乳酸制品、醋制品等。比如：酿酒，追求产物中有更多的乙酸乙酯，这就要求控制好初步产物中乙醇和醋酸燃料乙醇发酵：低含水量、低杂质水分含量是车用乙醇汽油的重要指标，GB18350—2100GB18351—2001两项国家标准，已于01年开始实施，标准中严格规定变性燃

6、料乙醇中水分含量不得大于0.8％，车用乙醇汽油中只允许加入10％±0.5％的变性燃料乙醇，水分含量不得大于0.15％。第一节燃料乙醇发酵和传统乙醇发酵的不同第二节燃料乙醇发酵的操作规程原材料的准备提取发酵产物控制发酵过程添加活化酵母一原料的预处理纤维素：需对其进行水解,使其转化成可发酵性糖。水解是将其降解成可发酵性糖：戊糖和己糖。纤维素水解只有在催化剂存在下才能显著地进行。淀粉：可直接发酵，也可先用酶水解，以加快发酵进程。一般采用生料加工，可以提高原料的利用率。二　加入酵母活化液即具有生物活性的酵母液，酵母的活性直接决定了整个过程的生产质量和性能。其活性主要受环境和遗传的影响，所以，应

7、当控制好反应条件，并选取品种优良的酵母。同时，添加一些必要的营养元素也是必要的，比如氨基酸、糖类。三　发酵过程的控制通过传统的酒精酵母,使反应在30℃条件下进行即可，同时，比如反应的PH值、无菌操作、原料的定时定量添加都是非常重要的。半纤维素构成了农作物秸秆的相当部分,其水解产物为以木糖为主的五碳糖,故五碳糖的发酵效率是定过程经济性的重要因素。同时，木糖的存在对纤维素酶水解抑制作用,将木糖及时转化为乙醇对农作物秸秆的高效率酒精发酵是非常重要的。