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1、玉米秸秆发酵生产燃料乙醇的研究综述安徽农业科学JournalofAnhuiAgri.Sci.2007,35(11):3365—3366责任编辑曹淑华责任校对王森玉米秸秆发酵生产燃料乙醇的研究综述张亮，伍小兵,翟井振(西北农林科技大学牛命科学学院基地班，陕西杨凌71210O)摘要玉米秸秆经过预处理,水解和发酵可生成燃料乙醇•综述了玉米秸秆生产乙醇的几个关键工艺.关键词燃料乙醇;玉米秸秆;预处理;发酵中图分类号S513文献标识码A文章编号0517—6611(2007川・03365—02ResearchReviewofFuelAIcohoIProd
2、uctionfromCornStalkZHANGLiangetal(DepartmentofLifeScience,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100)AbstractCornstalkwasanabundantandrenewableresourceandmainlyconsistedofcellulose.hemicelluloseandlignin.Alcoholcouldbeobtainedbypretreatment,hydrolysisandfermentationo
3、fcornstalk.Inthisarticle,keytechniqueoffuelalcoholproductionfermentedbycornstalkwereintroduced・KeywordsFuelalcohol;Cornstalk;Pretreatment;Fermentation1玉米秸秆主要成分玉米秸秆主要由植物细胞壁组成，细胞壁基木组成是纤维素，半纤维素和木质素，纤维素和半纤维素被木质素层层包裹.纤维素是一种由毗喃型葡萄糖单体以糖昔键连接的直链多糖;半纤维素主要是由木糖以及少量阿拉伯糖，半乳糖,甘露糖组成;而木质素是以
4、苯丙烷及其衍生物为基本单位构成的高分子芳香族化合物•半纤维素较易水解为五碳糖,纤维素水解为六碳糖较困难，木质素一般作为燃料.2玉米秸秆生产乙醇总工艺流程(图1)玉米秸秆预处理+•+纤维素半纤维素木质素1』I葡萄糖木糖，半乳糖等I••1—T_——J酒精燃料（不能转化为酒精）图1玉米秸秆生产乙醇总工艺流程3玉米秸秆预处理工艺玉米秸秆化学结构复杂，纤维素,半纤维素不但被木质素包裹，而且半纤维素部分共价和木质素结合，纤维素具有高度有序晶体结构,因此必须经过预处理，使纤维素，半纤维素,木质素分离开，切断它们的氢键,破坏晶体结构，降低聚合度.II前玉米秸
5、秆的前处理方法很多，包括球磨，高温水汽爆破法,低温氨爆破法，常温二氧化碳爆破法,电子射线，"射线,稀酸处理法等［51•这里主要介绍酸处理法，蒸汽爆破法和湿氧化法.3.1酸处理法酸处理法处理纤维质原料历史很悠久，可追溯到1980年，而在德国可能更早.首先将捆状或碎片状的原料粉碎成微小颗粒后送到预处理反应器屮，高压蒸汽和硫酸对原料进行处理，蒸汽温度在200〜250°C,硫酸浓度为0.5%〜1%原料在这种环境下维持时间少于lmin,然后快速释放压力•在主要成分中,半纤维素是第一个参与反应的，木聚糖部分解聚和溶解撚后水解成木糖，外源硫酸的作者简介张亮
6、（1985—），男，陕西西安人，本科，专业:生物工程.收稿日期2006.12.19存在对于木糖单体的形成尤为重要，若缺乏外源酸,就会形成木糖低聚物.更进一步，酸的增加可提高工艺的一致性，因为天然酸水平变化范围相当大，若预处理更进一步进行,木糖会脫水产生糠醛，糠醛是不需要的.木聚糖的解聚反应:C6H1206_—2C2HOH+2CO木糖脱水形成糠醛:2CH100.厂3CHOH+4CO只有少量的纤维素发生水解反应生成葡萄糖,而木质素经历了解聚作用，在水或酸屮维持不溶解状态.3.2蒸汽爆破法蒸汽爆破法是用蒸汽,将原料加热至200〜240°C,维持30
7、s〜20min高温高压，造成木质素的软化,然后迅速使原料减压，造成纤维素晶体和纤维束的爆裂，使木质素和纤维素分离•在我国,可采用赖文衡教授研究的间歇蒸汽爆破器对秸秆进行爆破处理.经这种爆破器爆破的玉米秸秆，纤维素水解转化率可达70%以上.蒸汽爆破法的设备包括一个蒸汽发牛器，一个恒压反应器，一个接收器和一个冷凝器•反应器罐体是绝缘的，以便使温度保持恒定.把玉米秸秆放入反应器中，利用蒸汽对玉米秸秆进行加热，加热后把反应器底部阀门打开,使反应器压力迅速降到大气压水平，固体及液体产物被收集到收集器底部的旋风分离器，气体产物通过收集器顶部进入冷凝器.经
8、这种爆破器爆破的玉米秸秆，纤维素水解转化率(EC。可达70%以上[71,而且这种技术对环境影响轻微，汽爆废汽屮含有少量糠醛可回收18-o].3.3湿氧化法湿氧化法是
