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乙醇预处理对水稻秸秆物质迁移和酶解的影响

2012-05-10元英进李炳志艾瑞婷

元英进,秦 磊,李炳志,艾瑞婷

(1. 天津大学化工学院系统生物工程教育部重点实验室,天津 300072;2. 中国生物技术发展中心,北京 100036)

用秸秆等农业废弃物生产纤维素乙醇以取代化石能源的使用,一方面可以减少二氧化碳的排放,另一方面可以减少石油等化石能源的消耗.如何提高从农业废弃物到乙醇的转化效率并且降低成本,是制约纤维素乙醇产业化的关键因素[1-4].纤维素乙醇上游工艺包括原料预处理、酶解糖化和发酵等环节.预处理过程在纤维素乙醇生产的上游过程中占大部分成本,并且对乙醇产率有至关重要的作用[5].预处理使木质纤维素在常温或高温下与催化剂反应,使纤维素、半纤维素与木质素等木质纤维素原料的复杂结构能够得到分解,使纤维素酶更容易与纤维素接触.预处理方法主要包括稀酸预处理、氨水预处理、氢氧化钙预处理、高压热水预处理、氨爆破预处理、蒸汽爆破预处理和有机溶剂预处理等[1-3,6-12].有机溶剂预处理是一种针对木质素含量较高的木本类原料的有效预处理方法,采用的有机溶剂有甲醇、乙醇、甲酸、乙酸、过乙酸和丙酮等,有机溶剂预处理的优点是可以有效去除木质纤维素中的木质素,并且有机溶剂可以通过减压蒸馏等方法回收.在有机溶剂中加入硫酸、磷酸等催化剂可以提高木质素的去除率[10-12].在酸碱催化的预处理过程中,木质纤维素原料由于过度水解会产生大量的副产物,其中,五碳……

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