第十四章 生物质制取乙醇
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生物质制酒精生物质制酒精Biomass ethanol姓名:陈婷学院:化学化工学院专业:化工专业学号: 1001090303 班级:化工0903班指导老师:孔岩一、题目生物质制酒精二、课题技术背景1、生物质酒精的概况生物质酒精作为可再生能源不会枯竭,并且不会引起温室效应。
微生物发酵糖可以生产酒精。
目前在工业生产中用于发酵产酒精的微生物主要是酿酒酵母和运动发酵单胞菌。
包括秸秆在内的含有糖类物质的生物质都可能作为酒精发酵的原料,大分子物质的利用需先经过酶的降解。
生物酒精作为石油的替代物,其产业链还在继续延伸。
2、生物质酒精发展以及研究意义生物质酒精的应用可以带来巨大的经济、社会和环境效应,世界各国已经有了不同程度的研究和应用。
随着世界生物技术和工程技术的不断发展,高产菌株的获取越来越简单,发酵工艺也得到不断改进,这些都为生物质酒精的大规模生产提供了技术保证。
随着生物质酒精的研究领域和应用范围不断扩大,生物质酒精在可再生燃料市场中将占主要地位。
二、检索过程1 、选择检索词生物质 biomass 酒精alcohol 乙醇 ethanol2 、检索数据库以及检索年代列表三、检索式及检索结果1、中文数据库a、百度搜索引擎检索式:采用百度的高级检索,由于百度只有关键词这一字段,所以选择的检索式为:关键词=生物质生产乙醇,并且是包含以上全部关键词。
检索结果:在“高级搜索”中检索,找到相关网页约1,000,000篇,选择其中1篇:[1] 李东,袁振宏,王忠铭,廖翠萍,吴创之.中国科学院广州能源研究所,中国科学院研究生院.生物质合成气发酵生产乙醇技术的研究进展.[J].可再生能源,2006,(2):1~12. cnki:ISSN:1671-5292.0.2006-02-019b、万方数据库检索式1:Title:"生物质" KeyWords:酒精检索结果命中19条,选择其中1条如下:[1] 段钢,孙长平.杰能科国际生物工程有限公司,无锡. 酶在生物质转化为燃料酒精中的应用.[J].食品与发酵工业,2005,31(05):73~77.CNKI:SUN:SPFX.0.2005-05-023检索式2::KeyWords:生物质 Abstract:酒精检索结果:命中50条,选择其中1条如下:[1] 王倩,张伟,王颉,李长文.河北农业大学食品科学院,河北农业大学食品科学院. 生物质生产酒精的研究进展.[J].酿酒科技,2003,(03). TS262.2 TS261.4 TS261.2C、中国期刊全文数据库(CNKI)(该数据库均提供原文)检索式1:(篇名=(生物质)and关键词=(酒精or 乙醇)and篇名=(酒精or乙醇)检索结果命中60条,选择其中2条如下:[1] 张宁,蒋剑春,程荷芳,曾凡洲.中国林业科学研究院林产化学工业研究所国家林业局林产化学工程重点开放性实验室. 木质纤维生物质同步糖化发酵(SSF)生产乙醇的研究进展.[J].化工进展,2010,29(02):238~242.CNKI:SUN:HGJZ.0.2010-02-014[2] 曾凡洲,蒋剑春,卫民,陈育如.中国林业科学研究院林产化学工业研究所,生物质化学利用国家工程实验室,国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,南京师范大学生命科学学院. 生物质水解发酵生产燃料乙醇的研究进展.[J].生物质化学工程,2009,43(02). CNKI:SUN:LCHG.0.2009-02-014检索式2:(篇名=(生物质)and摘要=(酒精or 乙醇)and篇名=(酒精or乙醇)检索结果命中52条,选择其中2条如下:[1] 张维特,时旭,欧杰,李柏林,杨建强,胡翔,房建孟,何培民.上海海洋大学水产与生命学院,上海海洋大学食品学院,国家海洋局北海分局. 酸法水解绿潮藻生物质及发酵制乙醇的效果.[J]. 上海海洋大学学报,2011,(01).CNKI:SUN:SSDB.0.2011-01-022.[2] 施雪华,余敏,曲有鹏,李冬梅,冯玉杰.上哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨工业大学生物工程研究中心. 利用木质纤维素类生物质生产燃料酒精.[J]. 酿酒,2008,(06). CNKI:SUN:NJZZ.0.2008-06-031.(2)外文数据库(CA)检索结果:[1] Nick Nagle,Kelly Ibsen,Edward Jennings. A process economicapproach to develop a dilute-acid cellulose hydrolysis process to produce ethanol from biomass.[J].Applied Biochemistry andBiotechnology ,1999:595~607.ISSN: 0273-2289.[2] Van Draanen,Arlen,Mello,Steven. Production of ethanol and other fermentation products from biomass.[J].CHEMCATCHEM,2011,3:490~511.10.1002/cctc.20100345.[3] Kadam, K. L.,Schmidt, S. L.Evaluation of Candida acidothermophilum in ethanol production from lignocellulosic biomass.[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 48(6), 709-713(English) 1997 Springer-Verlag.ISSN: 0175-7598.四、综述在世界石油资源加速枯竭、国内粮食阶段性过剩、环境污染日益严重的大背景下,十多年来,我国生物质液体燃料产业发展迅速。
生物质合成气发酵生产乙醇的工艺分析生物质合成气(Biomass gasification)是一种将复杂的有机废弃物转化为可再生能源的技术。
这种技术能够将废弃物变成气体,通常是一种被称为合成气或者生物质合成气的混合气体。
该气体主要由一氧化碳、氢气、二氧化碳和甲烷等组成,这些气体可以用来产生能源。
生物质合成气发酵生产乙醇是一种以生物质合成气作为发酵原料,通过发酵过程将其转化为乙醇的生产工艺。
生产出来的乙醇可以作为化学品、燃料和溶剂。
生物质合成气发酵生产乙醇已经成为了一种被广泛应用的生产技术。
1.生物质合成气的制备生物质合成气的制备是将生物质通过热化学反应,将其分解成气体。
反应发生在一个密闭的容器内,该容器中储存的是无氧环境。
反应大致分为以下三个阶段:(1)压缩阶段:压缩过程会在容器内形成高压、高温和高密度的气体,这些气体在容器内占据了很小的空间。
(2)热解阶段:在高温和高压下,生物质内部的化学键被破坏。
其中的碳和氢可以和氧气化合,生成一氧化碳和氢气。
热解过程会产生太多的热量,这些热量可以用来支持后续的反应。
(3)效应阶段:在这个阶段,化学反应生成的气体会进行一系列的复杂化学反应,此过程被称为效应。
其结果是生成了一种复合气体,即生物质合成气。
生物质合成气主要由一氧化碳、氢气、二氧化碳和少量的甲烷等组成。
与其他生产气体相比,生物质合成气中的一氧化碳和氢气比例较高,约占70%。
这使得生物质合成气成为一种良好的发酵原料,可以生产出高浓度乙醇。
2.环境和设备对于生产乙醇的工艺而言,其生产过程会产生大量的热能和二氧化碳。
因此需要选择一个具有良好的环保设备的生产工艺。
发酵反应需要在特定的温度和压力下进行,在此之前,一定要对条件进行预先准备。
恒温箱是必要的设备之一。
由于发酵反应需要在恒定的温度下进行,恒温箱被用来维持反应温度。
操作人员需要根据反应过程中的变化来调整恒温箱中的温度设定。
多级恒压式氧气阀门的使用很重要,该阀门可以调节反应过程中的压力水平,以保证反应的顺利进行。
利用生物质废弃物制备合成酒精的可行性论证摘要:本文利用生物质废弃物制备合成酒精的可行性进行了科学论证。
通过系统分析生物质废弃物资源的广泛存在以及其化学成分,研究了利用生物质废弃物制备合成酒精的技术路径、关键反应、催化剂等相关因素,并评估了该技术在经济、环境和社会可持续发展方面的优势。
结果表明,利用生物质废弃物制备合成酒精的技术具有可行性,对于减少化石燃料的使用、降低二氧化碳排放、促进可再生能源开发利用具有重要意义。
1. 引言气候变化和能源安全等全球性问题的崛起促使人们转向可再生能源作为替代能源的选择。
生物质废弃物作为一种丰富、可再生的资源,储量大、分布广泛,成为制备合成酒精的潜在原料之一。
本文将论证利用生物质废弃物制备合成酒精的可行性,从技术、经济和环境等多个方面进行分析,并评估其在可持续发展中的潜力与优势。
2. 生物质废弃物的资源概况生物质废弃物包括农作物秸秆、林木废弃物、食品加工废弃物等。
这些废弃物的资源潜力巨大,其主要组分包括纤维素、半纤维素和木质素等。
纤维素和半纤维素是构成生物质的主要有机成分,可通过生物转化和化学过程转化为可燃性物质。
此外,生物质废弃物经过预处理和分离等工艺,可高效地提取出其中的有机物,为制备合成酒精提供了可靠的原料基础。
3. 制备合成酒精的技术路径制备合成酒精的主要技术路径包括生物转化和化学转化两种。
生物转化主要是利用微生物的代谢能力将纤维素和半纤维素转化为酒精。
而化学转化则是通过物理和化学反应将废弃物中的有机物转化为酒精。
两者各有优劣,但无论通过哪种方式,生物质废弃物都可以作为原料进行转化,从而制备合成酒精。
4. 关键反应和催化剂选择在生物转化和化学转化的过程中,关键反应和催化剂的选择对于酒精产率和产物质量具有重要影响。
在生物转化方面,酿酒酵母是常用的微生物菌株,其利用废弃物中的糖类等有机物进行发酵产酒精。
而在化学转化方面,如气相甲醇合成法,催化剂的选择对于反应效率和产物纯度起到至关重要的作用。
生物质制备生物乙醇醇实验报告生物质制备生物乙醇实验报告一、实验目的本次实验旨在探究利用生物质制备生物乙醇的可行性和最佳工艺条件,为开发可持续的生物能源提供实验依据。
二、实验原理生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。
通过预处理、酶解和发酵等步骤,可以将生物质中的碳水化合物转化为可发酵糖,进而发酵生成生物乙醇。
预处理过程旨在破坏生物质的结构,提高后续酶解的效率。
酶解则是利用纤维素酶和半纤维素酶将纤维素和半纤维素分解为葡萄糖和木糖等单糖。
发酵阶段,微生物(通常为酿酒酵母)在适宜的条件下将单糖转化为乙醇和二氧化碳。
三、实验材料与设备(一)实验材料1、生物质原料:玉米秸秆2、酶制剂:纤维素酶、半纤维素酶3、微生物:酿酒酵母4、化学试剂:硫酸、氢氧化钠、葡萄糖标准品等(二)实验设备1、粉碎机2、高压灭菌锅3、恒温培养箱4、摇床5、气相色谱仪6、分光光度计四、实验方法(一)生物质预处理将玉米秸秆粉碎至一定粒度,用稀硫酸在一定温度和时间下进行预处理,然后用氢氧化钠中和至中性。
(二)酶解将预处理后的生物质加入适量的纤维素酶和半纤维素酶,在一定温度和 pH 值下进行酶解反应。
(三)发酵将酶解液过滤,调整糖浓度,接入酿酒酵母,在一定温度和通气条件下进行发酵。
(四)分析检测1、采用 DNS 法测定酶解液中的还原糖含量。
2、使用气相色谱仪测定发酵液中的乙醇浓度。
五、实验结果与分析(一)预处理条件对生物质结构的影响不同的预处理温度、时间和硫酸浓度对玉米秸秆的结构破坏程度不同。
经过优化,发现预处理温度为_____℃,时间为_____小时,硫酸浓度为_____%时,能够较好地破坏生物质的结构,提高后续酶解效率。
(二)酶解条件的优化研究了酶用量、温度、pH 值和反应时间对酶解效果的影响。
结果表明,在酶用量为_____g/L,温度为_____℃,pH 值为_____,反应时间为_____小时的条件下,酶解液中的还原糖含量最高。
第1篇一、实验目的1. 了解生物法制备乙醇的原理和方法。
2. 掌握微生物发酵法制备乙醇的操作步骤和注意事项。
3. 学习乙醇的提取和纯化方法。
二、实验原理生物法制备乙醇主要采用微生物发酵法,即利用微生物(如酵母菌)在无氧条件下,将含有糖分的原料(如玉米、高粱、甘蔗等)转化为乙醇和二氧化碳。
反应式如下:C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 玉米淀粉- 高粱淀粉- 甘蔗汁- 酵母菌- 蒸馏水- 碱性酒石酸铜溶液- 酒精计- 碘液- 滤纸- 烧杯- 烧瓶- 漏斗- 滤网- 烧杯架- 温度计- 烧杯夹- 玻璃棒2. 实验仪器:- 烧杯(500mL)- 烧瓶(1000mL)- 漏斗- 滤网- 烧杯架- 温度计- 烧杯夹- 玻璃棒四、实验步骤1. 准备原料:称取一定量的玉米淀粉、高粱淀粉或甘蔗汁,加入适量的蒸馏水,搅拌均匀。
2. 预处理:将原料煮沸,煮沸过程中不断搅拌,使淀粉充分溶解。
煮沸时间为10-15分钟。
3. 冷却:将煮沸后的原料冷却至室温。
4. 接种:将冷却后的原料加入装有酵母菌的培养液,搅拌均匀。
5. 发酵:将接种后的原料放入发酵瓶中,密封,置于恒温培养箱中,发酵温度控制在28-30℃,发酵时间为48-72小时。
6. 检测发酵程度:用碱性酒石酸铜溶液检测发酵液中的酒精含量。
若呈蓝色,则说明酒精含量较低;若呈绿色,则说明酒精含量较高。
7. 提取乙醇:将发酵液过滤,收集滤液。
8. 纯化乙醇:将滤液进行蒸馏,收集蒸馏出的乙醇。
9. 测定乙醇含量:用酒精计测定蒸馏出的乙醇含量。
五、实验结果与分析1. 发酵过程中,原料中的淀粉被酵母菌分解为葡萄糖,葡萄糖在无氧条件下转化为乙醇和二氧化碳。
2. 通过碱性酒石酸铜溶液检测,发酵液中的酒精含量较高,说明发酵过程进行得较好。
3. 经过蒸馏,收集到的乙醇含量较高,说明乙醇的提取和纯化过程较为成功。
六、实验结论1. 生物法制备乙醇是一种可行的方法,具有原料来源丰富、生产成本低、环境友好等优点。
第十四章生物醇类燃料技术1生物醇类燃料背景1.1生物醇类燃料及其特性1.2生物醇类燃料发展现状2 生物燃料乙醇制备基础2.1微生物发酵法2.2乙醇发酵的有关微生物3生物燃料乙醇制备工艺3.1糖质原料的乙醇生产3.2淀粉质原料的乙醇生产3.3甜高粱茎秆制取乙醇3.4纤维素原料的乙醇生产3.5燃料乙醇制备新方法4 生物醇类燃料技术的应用与发展4.1糖质原料的乙醇生产案例4.2淀粉质原料的乙醇生产案例4.3甜高粱茎秆制取乙醇生产案例4.4纤维素乙醇生产案例4.5燃料乙醇生产经济性分析4.6其他生物醇类燃料的发展习题·1·1生物质制取乙醇1.1燃料乙醇技术的发展概况1.1.1 燃料乙醇的定义和性质1.1.1.1 燃料乙醇的定义乙醇(ethanol)又称为酒精,是由C、H、O三种元素组成的有机化合物。
中华人民共和国国家标准《变性燃料乙醇》和《车用乙醇汽油》规定,燃料乙醇是未加入变性剂的,可以作为燃料使用的无水乙醇。
1.1.1.2 乙醇的燃料性质乙醇分子由烃基和官能团羟基两部分构成,分子式为C2H5OH,相对分子质量为46.07,常温常压下是无色透明的液体,具有特殊的香味和刺激性,吸湿性很强,易挥发、易燃烧,可与水以任何比例混合并产生热量。
下图为乙醇的主要物理性质。
乙醇的主要物理性质项目数值项目数值冰点/K(℃) 159(-114.1) 混合气热值/(kJ/m3) 3.66常压下沸点/K(℃) 315.42(78.32) 爆炸极限(空气中)/%临界温度/K(℃) 541.2(243.1) 下限 4.3临界压力/kPa 6383.48 上限19.0临界体积/(L/mol) 0.167 自燃点/K(℃) 1066(793)临界压缩因子0.248 闪点/K(℃)密度0.7893 开杯法294.2(21.1)折射率 1.36143 闭皿法287.1(14.0)表面张力(25℃)/(mN/m) 231 热导率(20℃)/[W/(mK)] 0.170粘度(20℃)/(mPa/s) 17 磁化率(20℃) 7.34*10^-7水中溶解度(20℃) 可互溶饱和蒸汽压力(38℃)/kPa 17.33熔化热/(J/g) 104.6 十六烷值8汽化热(在沸点下)/(J/g) 839.31 辛烷值(RON) 111燃烧热(25℃)/(J/g) 29676.69 理论空燃比(质量) 8.98比热容(20℃)/[J/(gK)] 2.72乙醇蒸气与空气混合可以形成爆炸性气体,爆炸极限为4.3%~19.0%(体积分数)。
所以,乙醇可作为内燃机燃料,既可作为汽油机的代用燃料,也可作为柴油机的代用燃料,目前主要作为汽油机的代用燃料,可以部分或全部替代汽油用于汽车发动机。
燃料乙醇的使用有两种方法,其一是以乙醇为汽油的“含氧添加剂”(oxygenate additive)。
这是美国使用燃料乙醇的基本方法,这种无铅汽油约含10%(体积分数)的无水乙醇。
另一种使用方法是用无水乙醇部分或完全代替汽油作为内燃机燃料,这是20世纪70年代起巴西采用的方法,当乙醇与无铅汽油的混配比在25%以内时,不必对汽油发动机作大的改装,基本可以保持原有动力性,混配比超过25%时,需要调整汽油发动机的压缩比、改装燃料供给系统、调整点火时间等改装,以保证发动机的功率和性能。
由于乙醇的辛烷值(RON)较高,可以代替四乙基铅作为汽油的防爆剂,从而大大减少汽油燃烧时对环境的污染。
更重要的是,用生物质原料生产的乙醇是太阳能的一种表现形式,在自然系统中,可形成无污染的闭路循环,可再生、燃烧后的产物对环境没有危害,是一种新型绿色环保型材料,因此越来越受到重视。
1.1.2 燃料乙醇技术发展现状1.1.2.1 美洲国家燃料乙醇技术发展现状美国是世界上开发利用燃料乙醇较早的国家之一,燃料乙醇生产有近百年的历史,1908年,美国人Henry Ford设计并制造了世界上第一台使用燃料乙醇的汽车。
1930年,美国内布拉斯加州(Nebraska)首次使用燃料乙醇与汽油混合燃料,1978年含10%(体积分数)燃料乙醇的混合汽油(E10)在该州大规模使用。
1979年,美国国会为了减少对进口石油的依赖,从寻找替代能源入手,制定并实施了燃料乙醇计划,开始大规模推广使用E10。
日益严峻的世界石油短缺和环境问题是美国燃料乙醇发展的两个主要推动力,而美国政府实行的税收优惠政策实质性地促进了燃料乙醇产业的发展。
自2001年以来,美国对燃料乙醇和生物柴油生产一直实行税收补贴政策,该政策规定,每生产1加仑(3.785 )乙醇,可获得51美分的补贴。
2005年美国政府再次将混合生物燃料的税收优惠政策延长到2008年。
巴西是世界上唯一不供应纯汽油的国家。
从国家能源安全、经济发展、保护农民利益和保护环境的需要出发,自1975年开始大力发展燃料乙醇,1977年将20%乙醇与汽油混配燃料推向市场,1979年推出灵活燃料汽车( flexible fuel vehicle, FFV)和纯乙醇燃料。
20世纪80年代,巴西又将乙醇与汽油混配比提高到22%,20世纪70年代的后5年内,巴西乙醇产量由每年45万吨猛增至268万吨,年均增长率为42.9%。
2005年乙醇产量达到1700万吨,石油替代率经接近40%,该国种植的甘蔗有65%用于乙醇生产,计划到2009年将甘蔗的产量再提高40%,在现有324个以甘蔗为原料的乙醇生产厂的前提下,再建80个新厂,到2025年乙醇产量将达到7200万吨,远景为3.2亿吨。
国内己经形成完整的燃料乙醇供应系统,乙醇和汽油都通过管道输送,与铁路、公路相连接,供应31979个加油站进行零售。
·3·1.1.2.2 欧洲国家燃料乙醇技术发展现状这些年来,欧洲各国基于对能源安全、经济协调发展以及环境保护等问题认识的深入,纷纷采取措施减少对石油等不可再生能源的依赖度,避免因石油等日渐枯竭对经济产生的影响。
其中,增加包括燃料乙醇在内的生物质可再生能源在能源总消耗中的比例是一项主要措施。
2000年欧洲可再生能源会议的白皮书《将来的能源:可再生能源》确定了欧盟的可再生能源策略和行动计划。
即:增加可再生能源的比例以改善能源供应的安全性,减少对矿物燃料的依赖,降低温室气体的排放。
他们计划将可再生能源在能源总产中的比例由现在的6%提高到2010年的12%。
法国、德国、希腊、爱尔兰、意大利、西班牙、瑞典和英国8个欧盟成员国对包括燃料乙醇在内的可再生能源相继采取了减免税政策。
其优惠的原则是将乙醇汽油价格调到与汽油相当的水平,使燃料乙醇等可再生能源生产、经销商有利可图。
此外,欧洲国家农业丰收形成的农产品相对过剩问题也促使其采取相应的转化措施。
法国、西班牙和瑞典已经开始生产和使用乙醇汽油。
欧盟中其他成员国如荷兰、英国、德国、奥地利等国家的农业部门也已向政府提出规划,要求发展燃料乙醇工业。
目前,欧洲一些国家生物质能源消费已占其总能源需求中相当高的比例,如瑞典为16.5%,芬兰为20.2%。
1992年欧洲的生物质燃油产量仅有8万吨,2003年生物燃油产量超过200万吨,比2002年增长了26%。
欧盟各国乙醇年产量在175万吨左右,乙醇汽油的年使用量大约l00万吨,预计到2010年要达到1100万吨。
1.1.2.3 我国燃料乙醇发展现状我国油气资源相对短缺,随着资源的逐年减少及对进口依赖的增加,己经对我国庞大的社会经济发展计划形成制约。
因此,国家能源战略定位于加快替代能源,特别是可再生能源的开发,减少对石油的依赖。
自20世纪70~80年代,我国就开始了生物燃料的科学研究与开发利用研究工作。
2001年,启动了“十五酒精能源计划”,在汽车运输行业中推广使用燃料酒精。
国家有关部门制订并颁布了《变性燃料乙醇》(GB18350-2001)、车用乙醇汽油(GB18351-2001)等一系列国家标准。
2002年在河南省的郑州、洛阳、南阳和黑龙江省的哈尔滨、肇东5个城市进行车用乙醇汽油使用试点。
2004年,车用乙醇汽油的试点进一步扩大到河南、安徽、黑龙江、吉林、辽宁5省全省范围,2005年又在湖北9个地市、山东7个地市、河北6个地市、江苏5个地市进行扩大试点。
为了支持乙醇汽油推广,我国政府还推出了“定点生产、定向流通、定区使用、定额补贴”的配套政策。
2006年1月1日实施了《中华人民共和国可再生能源法》。
首次以国家立法的形式鼓励包括燃料乙醇在内的生物质液体燃料的发展,明确了国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料,鼓励发展能源作物的大政方针。
2006年11月国家财政部、国家发改委、农业部、税务总局、林业局发布并启动了《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》,对生物能源和生物化工行业在财税方面的扶持政策做出了明确的规定,其中包括对行业企业的弹性亏损补贴、原料基地补贴、示范基地补助和税收优惠等具体政策。
其中,以非粮作物及农业废弃物为原料的生物质能源开发被放在资金重点扶持的首位。
并明确界定了制造生物乙醇燃料所用原料是指甘蔗、木薯、甜高粱等。
国家科技部、发改委2007年11月启动的《可再生能源与新能源国际科技合作计划》将太阳能发电与太阳能建筑一体化;生物质燃料与生物质发电;风力发电;氢能及燃料电池;天然气水合物开发等基础与应用研究列为重点扶持的领域。
这一系列法律法规和扶持政策的实施,为生物能源和生物化工的发展提供了产业政策、财税经济的支持。
中国燃料乙醇定点生产企业具体情况见下表。
中国燃料乙醇定点生产企业一览表1.2乙醇发酵机理1.2.1 生物质原料乙醇生产过程五千多年前,人类就开始利用微生物发酵制作酒精饮料。
微生物利用的是生物质原料中的糖类,生物质原料中的糖类以淀粉、单糖或双糖以及纤维素、半纤维素等多糖形式存在,通常的乙醇发酵菌种只能利用单糖或者双糖,不能直接利用淀粉、纤维素、半纤维素等多糖发酵生产乙醇。
这就需要将这些多糖转化为可被酵母直接利用的简单糖类,将这一转化过程统称为预处理。
预处理后,酵母菌利用简单糖类进行乙醇发酵,产生乙醇。
经过蒸馏等工艺从乙醇含量较低的发酵醪液中回收乙醇,再脱水精制成为无水乙醇。
如下图所示,也可以将全过程分为三个阶段:预处理阶段、乙醇发酵阶段、乙醇回收阶段。
·5·其中,乙醇发酵阶段是整个乙醇生产的核心阶段,本节作重点介绍。
原料预处理阶段和乙醇回收阶段将分别在本章后面介绍。
1.2.2 酵母菌乙醇发酵的代谢途径1.2.2.1 酵母菌乙醇发酵代谢途径酵母菌乙醇发酵是酵母菌在厌氧条件下利用其自身酶系进行厌氧呼吸,将糖类生物质原料中的单糖或者双糖转化为乙醇,同时产生其自身生命活动所需要的三磷酸腺苷(A TP)的过程,其总的反应式为下图是酵母菌乙醇发酵的代谢途径。