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碱预处理稻草产生物乙醇的工艺研究

2021-06-04金显春宋嘉宁

中国酿造 2021年5期

金显春,宋嘉宁

(1.河南农业大学 理学院,河南 郑州 450002;2.河南农业大学 风景园林与艺术学院,河南 郑州 450002)

我国是一个农业大国,水稻是我国主要农作物之一,每年产生稻草多达2亿多吨,占秸秆总产量的27.96%[1]。随着农民生活水平的提高以及城镇化的加速,农民的燃料由原来的生物质转变为液化气、煤等化石能源。化石能源的使用,释放出大量温室气体以及氮氧化物和硫氧化物,导致全球变暖以及大气污染。而稻草作为燃料以及饲料的功能逐渐下降甚至消失,导致大量的稻草成为废弃物,主要处理措施为就地掩埋或是露天焚烧,造成资源浪费以及环境污染[2-3]。利用稻草发酵生产生物乙醇可显著降低因稻草就地掩埋以及露天焚烧造成的环境污染,同时有效避免利用粮食生产乙醇的第一代生物乙醇的与粮争地,与人畜争粮的缺陷,成为世界各国研究的热点之一[4-7]。

稻草中碳水化合物(纤维素和半纤维素)含量较高,木质素含量相对较低,是一种很有前景的生物乙醇生产原料[8-9]。从木质纤维素生产乙醇一般需经过预处理、酶解以及发酵三个过程,但由于纤维素、半纤维素以及木质素通过氢键、醚键以及酯键相互连接形成三维立体网状结构,对微生物以及酶的降解呈高度抗性,因此,通过酶解发酵途径利用稻草有效生产生物乙醇,必须对稻草进行预处理。国内外基于最高糖化效率建立的稻草预处理方式包括物理、化学以及生物方法,其中,化学方法中的碱预处理方式因可以选择性去除木质素以及溶解二氧化硅而使用最广[10-12]。……

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