赵鹏翔,吴 毅,赵正凯

(国网新源控股有限公司北京非粮醇电联产技术研发中心,北京100053)

稀硫酸预浸渍对玉米秸秆蒸汽爆破预处理的影响

赵鹏翔,吴 毅,赵正凯

(国网新源控股有限公司北京非粮醇电联产技术研发中心,北京100053)

为提高纤维素乙醇生产中传统蒸汽爆破预处理的效果,以稀硫酸(质量浓度0.2%)对玉米秸秆进行预浸渍,再于190～210℃对其进行汽爆预处理。结果表明:稀硫酸预浸渍有利于增强汽爆过程中半纤维素的水解程度,并能有效减少乙酸的生成;200℃预处理玉米秸秆经过96 h同步糖化发酵,最终乙醇浓度为22.5 g·L-1,为理论值的76%,较预浸渍前(19.0 g·L-1)明显提高。稀硫酸预浸渍能够增强玉米秸秆的汽爆预处理效果。

硫酸预浸渍;蒸汽爆破;纤维素乙醇;玉米秸秆

纤维素乙醇是最具发展前景的可再生清洁能源之一,其生产原料——木质纤维素,是世界上最为丰富、廉价的可再生资源。地球上每年光合作用形成的1000亿t植物生物量中80%是木质纤维素,其中89%未被利用[1-3]。按照每5 t木质纤维原料生产1 t乙醇的技术水平,这些原料能生产200亿t燃料乙醇。可见,开发纤维素乙醇对社会的可持续性发展有着极其重要的意义。

木质纤维素主要由纤维素、半纤维素以及木质素构成,三者相互结合在一起。纤维素由于被木质素与半纤维素包裹在内部,其水解糖化[4,5]受到阻碍。木质纤维素的结构特点决定了必须通过预处理来破坏其完整的物理结构,以提高可水解性[6]。蒸汽爆破法(STEX)是最常用的预处理方法之一,通过高压水蒸气的瞬间释放从内部破坏木质纤维素的物理结构[7,8],同时,水在高温下作为酸性催化剂促进半纤维素水解为木糖等单糖。……