玉米秸秆制乙醇技术
、发酵法糖质原料(如糖蜜、亚硫酸废液等)和淀粉原料(如甘薯、玉米、高梁等)发酵;发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的,在相当长的历史时期内,曾是生产乙醇的唯一工业方法。发酵法的原料可以是含淀粉的农产品,如谷类、薯类或野生植物果实等;也可用制糖厂的废糖蜜;或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后,经水解(用废蜜糖作原料不经这一步)、发酵,即可制得乙醇。发酵液中的质量分数约为6%~10%,并含有其他一些有机杂质,经精馏可得95%的工业乙醇。2、乙烯水化法乙烯直接或间接水合。乙烯直接水化法,就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下,是乙烯与水直接反应,生产乙醇:CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH(该反应分两步进行,第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物,而后用硼氢化钠还原)此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气,成本低,产量大,这样能节约大量粮食,因此发展很快。3、煤化工工业制乙醇还主要是通过乙烯氢化制得,而适合中国国情的技术就是利用煤化工技术,将煤转化为合成气,直接或者间接的合成乙醇。4、联合生物加工利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力
(1)玉米秸杆经预处理后,应该选用纤维素酶进行水解,使之转化为发酵所需的葡萄糖. 纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取.某同学设计了如下分离土壤中 纤维素分解菌的实验流程:土壤取样→选择培养-梯度稀释→鉴别培养.
①从土壤中分离出分解纤维素细菌的培养基配方如下:纤维素粉5g,NaNO3 1g、Na2HPO4•7H2O 1.2g、KH2PO40.9g,MgSO4•7H2O 0.5g、KCl 0.5g、酵母膏0.5g、水解酪素0.5g(蒸馏水定容到1000mL,该培养基能初步分解出纤维素细菌。
2、从分解纤维素细菌中提取出的纤维素酶首先要检测纤维素酶的活性,以便更好地将酶用于生产实践.为了使分离出的纤维素酶能够反复使用,最好采用化学结合法或物理吸附法方法将酶固定化.
玉米杆.杆秸秆可以提炼石油:
木屑、稻壳、玉米杆和棉花杆等多种原料经高温加热、冷却后,可以提炼出一种生物质原油。在一分钟不到的时间内,科学家把这些原料的温度迅速提升到50 0度,这时秸秆升温后大分子变成小分子,小分子在高温下变成蒸汽状态,然后再迅速冷凝,这两种“迅速”是科学家通过几年攻关才掌握的核心技术,把秸秆提炼为类似于石油的生物质原油。 现在中试实验规模每小时可以处理120公斤秸秆,可以产生60公斤的生物质原油,出油率高达50%以上。当然,这种生物油还要在进一步加工后才能完全替代柴油和汽油,现在也可以直接作为锅炉的燃料使用
生物燃料包括醇类(比如乙醇)和生物柴油。
一些车用的燃料里含有乙醇,因为乙醇可以燃烧产生能量。玉米生产乙醇的方法通常是用玉米秸秆(富含纤维素)先进行纤维素降解,产生小分子糖类,然后进一步厌氧发酵产生乙醇。虽然玉米本身也可以做发酵碳源,但成本较高。
另一类生物柴油则是动植物来源的油脂或者是微生物发酵生产的油类,与汽油、柴油的结构有所类似,也是烃类,这种技术中玉米也是作为发酵原料使用的。