木质纤维素预处理研究进展

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1、第35卷第3期宜春学院学报Vol.35，No.32013年3月JournalofYichunCollegeMar.2013木质纤维素预处理研究进展孙万里(宜春学院江西省天然药物活性成分重点实验室，江西宜春336000)①摘要:木质纤维原料的预处理是木质纤维素生物化学转化的关键，近年来国内外围绕预处理技术进行了大量的研究，但是由于木质纤维原料结构复杂和难水解性，到目前为止，还没有一种较为理想的预处理技术，该文对木质纤维原料传统预处理方法的优缺点作了总结与分析，就近年来开发出来的预处理技术作了介绍，提出了未来预处理技术的发展方向。关键词:木质纤维素;预处理;进展中图分类号:TQ35文献标识码:A

2、文章编号:1671－380X(2013)03－0107－04ＲesearchProgressonPretreatmentofLignocellulosicBiomassSUNWan－li(KeyLaboratoryFortheＲesearchonConstituentsofNaturalDrugs，YichunUniversity，Yichun336000，China)Abstract:Itiscriticalstepinthebioconversionoflignocellulosetodevelopacost－effectivepretreatment，andmanypretreatme

3、ntarewidelyunderinvestigationintheworld，however，lignocellulosicbiomassisrecalcitrantcharacteristicsanddifficulttohydrolysis，noneofthemareentirelysatisfactory.Thearticlereviewedtraditionalpretreatmentmethod，theiradvantagesanddisadvantageswerean-alyzed，newpretreatmenttechnologywereintroduced，Andsomep

4、roposalsfordevelopmentofpretreatmenttechnologieswereputfor-wardaswellKeywords:LignocellulosicBiomass;Pretreatment;Progress绿色植物通过光合作用合成的碳水化合物———木质纤密而稳定的结构，极大地阻碍了化学试剂或纤维素酶与纤［6－7］维素，是地球上最为丰富的再生生物质资源，每年地球上维素表面或内部的有效接触和作用，使得纤维素很难10通过光合作用固定在绿色植物中的生物量为1－5×10被酶水解或酸解，少部分线性葡聚糖随机分布，称为非晶［1－2］吨，包括木材(如软木和硬木等)及木材

5、加工废弃物、型纤维素也称为无定型纤维素，较易酶或酸水解。而半纤农业秸秆类废弃物(玉米秆、小麦秆、稻秆等)和城市固维素则由高度分支的短杂多糖链分子组成，组成半纤维素体废弃物(纸箱和废纸)。近年来，国内外研究者利用木质的单糖除了木糖外，还有阿拉伯糖、甘露糖和半乳糖等，纤维素类生物质制备生物质能源与化学品进行了广泛研究，这些杂多糖聚和度较低，容易被酸水解。苯丙烷单元通过取得了许多成果，但是木质纤维素结构复杂，性质稳定，碳－碳键和醚键组成木质素的立体网状结构，木质素不易如何实现木质纤维素的高效生物转化，是利用木质纤维原降解，是主要阻碍纤维素水解的化学特性，由于它的疏水料的关键，木质纤维素生物质转化可

6、大致分为生物化学转性可造成对纤维素酶无效吸收，木质素可以通过加热裂解化和热化学转化两条路线，而通过糖平台的生物化学转化成为燃料油以及树脂，除此之外，木质纤维素还有少部分由于处理工艺条件温和、不造成环境污染等优点而备受关蜡质和无机物。注，而原料预处理又是制约生物化学转化技术成本和效率表1典型三大原料的主要化学成分质量分数w(%)［3－4］的关键所在，该文就近年来国内外木质纤维原料最新原料纤维素半纤维素木质素其他预处理技术作了总结与分析，并提出了未来预处理技术的软木37－4520－2525－300－2.5发展方向。1木质纤维素的结构与预处理的必要性硬木35－4520－3020－250－1.2纤维

7、素、半纤维素和木质素为木质纤维素的主要三大禾本科30－4025－3510－204－8组分，是植物细胞壁的主要成分，木质纤维素原料不同，由此可见，要达到木质纤维素的合理利用就必需通过纤维素、半纤维素和木质素的含量也不同，常见木质纤维预处理以打破纤维素－半纤维素－木质素的复杂结构，降［5，8－9］原料各组分含量如表1。纤维素是葡萄糖残基通过β低纤维素的结晶度和聚合度，去除木质素，增大物料的表－1，4－糖苷键连接而