秸秆制燃料乙醇工艺技术_卢暄

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1、第29卷第7期化学工业2011年7月CHEMICALINDUSTRY·29·秸秆制燃料乙醇工艺技术卢暄（中国石油吉林石化乙烯厂，吉林132022）摘要：论述了当前国内秸秆制燃料乙醇的工艺技术过程，包括原料预处理、水解及发酵，并且展望了未来秸秆制乙醇技术的发展方向。纤维乙醇生产示范研究是未来产业化过程中一种必不可少的探索，也是实现其技术工程化的重要基础和平台。关键词：燃料乙醇；技术；述评文章编号：1673-9647（2011）7-0029-05中图分类号：TE667文献标识码：A目前，国内对以秸秆（纤维素）为原料生产的生物降解难以进行，因此需要经过预处理去除酒精

2、的工艺条件的研究还不成熟。虽然中国科学部分或全部木质素。常用的预处理方法有物理法、院早在1980年就在广州召开了“全国纤维素化学化学法、物理化学法、生物法等［1］。学术会议”，把开发利用纤维素资源作为动力燃料1.1物理法提到了议事日程，但是到目前为止，仍没有取得物理法包括粉碎、热解、声波电子射线等方重大突破。天然纤维素转化为酒精的新型开发技法。这些方法均可使纤维素粉化、软化，提高纤术在工业上尚未大规模实施，其工艺技术的改进维素酶的水解转化率。和基础理论的研究仍在进行之中。1.1.1粉碎法秸秆制燃料乙醇工艺又称为纤维素燃料乙醇木质纤维原料可以通过切碎、粉碎、碾磨

3、处工艺，过程主要包括：原料预处理、纤维素和半理降低结晶度，使颗粒变小。李稳宏等研究表明，纤维素水解糖化，五碳糖与六碳糖的发酵，蒸馏随着麦秸秆粉碎程度加大，酶解速度也加大，麦脱水等。木质纤维素先经过化学或物理的方法进秸粉碎至120～150目并经1%NaOH溶液浸渍是行预处理，使纤维素与木质素、半纤维素等分离；一种理想的制糖原料。徐忠等的试验表明，随大纤维素可水解为葡萄糖，半纤维素可水解成木糖、豆秸秆粉碎细度增加，酶与底物接触面积增大，阿拉伯糖等单糖。五碳糖和六碳糖经过发酵得到酶解液还原糖量逐渐增加，但到140目后其还原发酵成熟醪，再经过蒸馏和脱水得到燃料乙醇。糖

4、量增加幅度减小，原因可能是随试样粉碎细度蒸馏和脱水工艺属典型的化工分离过程，其工艺增加其对表面积增加的影响有所减少。所以木质和淀粉质原料生产燃料乙醇的工艺完全相同，已纤维素颗粒细小到一定程度后，继续粉碎只能有经发展得非常成熟。目前国内研究主要集中在三限地提高酶解效率，而处理成本相对增加［2］。个方面：（1）高效、低成本的预处理技术，提高1.1.2高温分解原料转化率；（2）选育高产纤维素酶的菌株、降高温分解也可以作为木质纤维原料预处理的低纤维素酶的生产成本，纤维素酶的回收利用；方法。当原料在300℃以上条件下处理时，木质（3）选育能耐受高渗透压、耐高乙醇浓度、耐

5、高纤维素快速分解成气态产物和残余烧焦物。温度抑制物和耐高温的优良发酵菌株。降低，则分解速度减慢，并且产生挥发性的副产1预处理工艺品。热解过程中加入氧会加快分解过程。用氯化木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质锌或碳酸钠作为催化剂时，可以在低温下获得纯素组成，纤维素和半纤维素之间靠氢键结合，半收稿日期：2011-04-06纤维素和木质素之间靠氢键和化学键结合。木质作者简介：卢暄（1971-），男，吉林省人，工程师，从事各项素的存在导致纤维素结构十分紧密，使得纤维素原料综合协调工作。化学工业·30·CHEMICALINDUSTRY2011年第29卷纤维素。1.2.

6、2氨回收过滤法1.1.3高能电子辐射、微波、超声波等技术在150～170℃的较高温度下，氨溶液可以有（1）高能电子辐射：有研究报道，电子辐射效润涨木质纤维素，破坏木质素与半纤维素间化剂量在0～106rad时只引起纤维素聚合度的下降，学键，该法可有效去除70%～80%的木质素，水解只有辐射剂量大于106rad时才能提高纤维物料的40%～60%的半纤维素，保留95%的纤维素。苏茂水解速度及转化率。辐射处理可减少溶解用或反尧［6］等用液氨在室温和1.03MPa压力下预处理纤应用化学药品造成的废水等污染环境的问题，但维素，发现纤维素的结晶度下降21%。徐忠［7］等的成

7、本较高，目前还很难用于大规模的生产。研究表明，氨水预处理对大豆秸秆的化学成分及（2）微波：有研究表明，在密闭容器中用微结构有一定的影响，其中纤维素含量提高70.波照射红松、山毛榉、甘蔗渣、稻草等材料，结27%，半纤维素含量下降41.45%，木质素含量果表明糖化率随着温度的升高而升高，但是如果下降30.16%；随氨浓度增加酶解液还原糖浓度增温度超过半纤维素和木质素热的软化点时会引起加，氨浓度达10%时酶解液还原糖浓度达到最高，过分解反而使糖化率下降。朱圣东［3］等研究结果此后氨浓度继续增大，酶解液还原糖浓度逐渐减小。显示，不同的微波功率，在最佳处理时间时还原氨处

8、理的优点是条件比较温和，所需设备简糖的