生物质资源转化与利用第八章生物质燃料乙醇技术介绍.pptVIP

生物质资源转化与利用;生物质;8.1 燃料乙醇概述;燃料乙醇：通过对乙醇进一步脱水，使其含量达到99.6%以上，再加上适量的变性剂而制成的。经过适当加工，燃料乙醇可以制成乙醇汽油、乙醇柴油、乙醇润滑油等。 燃料乙醇是以农产品（如玉米）、农林废弃物（如农作物秸秆、甘蔗渣）等为原料，经过水解将其转化为糖，再经发酵作用将糖转化为乙醇。生物质燃料乙醇在燃烧过程中所排放的CO2和含S气体均低于汽油燃料所产生的对于排放物。 乙醇燃料还可以替代甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚，避免对地下水污染，而且燃料乙醇所排放的CO2和作为原料的生物源生长所需消耗的CO2在数量上基本持平，这对减少温室气体意义重大。;燃料乙醇/生物乙醇;;乙醇的一些化学性质; H H H C C H H O H; H H H C C H H O H; H H H C C H H O H; H H H C C H H O H; H H H C C H H O H;CH3CH2OH;乙醇的工业合成;是一种良好的有机溶剂 是一种重要的化工原料 是一种新型的绿色能源 可配制安全、高效的医用消毒剂 是酒类的重要成分之一;按原料不同生产燃料乙醇的分类;自然界中很多微生物（酵母菌、细菌、霉菌等）都能在无氧条件下通过发酵分解糖，并从中获取能量。不同微生物有不同的发酵途径，并产生不同的发酵产物。从生产酒精的目的看，以酵母菌和少数细菌的发酵途径最有利，因它们的产物只有酒精和二氧化碳，可用下式表达： C6H12O6 2CH3CH2OH+2CO2;生产要求用最少量的原料生产尽可能多的酒精产品，必须创造如下有利条件实现上述要求： 发酵前期，创造条件让酵母菌继续繁殖到一定数量 发酵的中后期，要创造无氧条件，使酵母在无氧条件下将糖发酵成酒精 发酵过程中产生的二氧化碳应设法除去，但应注意随二氧化碳溢出的酒精要捕集回收;8.2 乙醇发酵过程;8.2.1 淀粉质原料制乙醇;各种淀粉原料的成分;淀粉质原料的物理特征;淀粉质原料的化学结构与性质;直链与支链淀粉的比较;8.2.2淀粉原料的预处理;8.2.3淀粉原料的水热处理;8.2.4淀粉原料的糖化;酸解法;酶解法;酶解法优点;酶酸结???水解法;8.2.5 发酵;8.3 纤维素原料制乙醇;植物纤维原料成分;8.3.1 纤维素原料的预处理;物理法;化学法;纤维素在离子液体中的溶解;纤维素在离子液体中溶解后的结晶度变化;三氟乙酸处理的纤维素结晶度变化;物理-化学法和生物法;Cellulose Fiber;Crystalline Region;$/gal EtOH;8.3.2 纤维素原料的糖化;酸水解;纤维素水解的一般规律：尽管纤维素大分子葡萄糖间的1,4糖苷键对水解试剂有不稳定性，但它们的不稳定性并不一致，而是不均一的。又由于纤维素的结构存在结晶区域与无定型区域，在不同区域中的纤维素大分子对水解试剂的作用也不同。故水解作用虽然使纤维素分子在1,4糖苷键破裂，但从整体来说，这种作用是不均一的。也可以说，纤维素的水解作用还有快慢不同，有其一定的基本规律性。;根据现代观点，纤维素大分子存在少数特别容易水解的糖苷键，可以用以下理由解释： 大分子中除存在吡喃环外，尚存在少数呋喃环。 存在少数半缩醛键，而非糖苷键。 纤维素大分子中存在少数戊糖基，它也以糖苷键与葡萄糖基连接。 戊糖间的糖苷连接或戊糖与己糖间的糖苷连接对酸是不稳定的，这是半纤维素更容易水解的理由之一。;酶水解;8.3.3 纤维素原料的发酵;木质素水解酶酵母;半纤维素酶酵母;纤维素酶酵母;五碳糖代谢酵母;乙醇燃料电池; (1)?操作开始：糖液及酵母同时加入1-3罐至满，停止加酵母，继续加糖液，开底部阀使发酵液流入4号，4号流入5号，至9号结束，周期32小时，10、11号为贮存计量罐，轮用。 (2)操作结束：换罐（换种），停止流加糖液，关1号二氧化碳阀，泵转入2号，1号消毒并加新种新料重新开始，1号满时，2号经泵排尽并消毒好，1号流入2号，如止下去，20天换种一次。 (3)?1-3号罐为流加罐，始终处于主发酵状态，在这一阶段中酵母处增殖阶段，并同时随着发酵醪中的淀粉和糊精继续被糖化而后几个罐则起后发酵的作用。 10、11号为计量罐。;2、糖蜜发酵酒精流程