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
因作物成熟过程中植株体内的养分向种子或果实集中,所以秸秆中剩余的可消化营养成分很少,大部分为不可消化或难消化的成分,如纤维素、木质素等。奶牛可以少量利用秸秆。为了提高秸秆的消化利用率、适口性和采食量,秸秆饲用前常进行处理。一般的处理方式有:①切短、粉碎、浸泡、蒸煮等物理方法,以改变秸秆的物理性状,提高奶牛对秸秆的利用率和采食量;②氨化、碱化等化学方法,碱化用氢氧化钠和石灰水等浸泡,氨化用液氨、氨水、尿素、碳氨等处理,以软化秸秆,提高适口性和消化率;③微贮等生物的方法,用微生物来分解秸秆中的纤维素和木质素,以提高秸秆的营养价值。
制备原料:淀粉、乙烯、磷酸、硫酸、葡糖淀粉酶。
工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇:
1、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;
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。
扩展资料
主要种类
1、按生产使用的原料可分为淀粉质原料发酵酒精、糖蜜原料发酵酒精、亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精。
淀粉质原料发酵酒精(一般有薯类、谷类和野生植物等含淀粉质的原料,在微生物作用下将淀粉水解为葡萄糖,再进一步由酵母发酵生成酒精);
糖蜜原料发酵酒精(直接利用糖蜜中的糖分,经过稀释杀菌并添加部分营养盐,借酵母的作用发酵生成酒精);
2、按生产的方法来分,可分为发酵法、合成法两大类。
3、按产品质量或性质来分,又分为高纯度酒精、无水酒精、普通酒精和变性酒精。
4、按产品系列(BG384-81)分为优级、一级、二级、三级和四级。
参考资料来源:百度百科-乙醇
石油是应用最为广泛的能源。我国2004年进口原油1.2亿吨,比上年增加4.8%。2010年石油需求量将达4亿吨,而国内供给能力最大为1.7亿吨。用玉米、薯类等加工石油产品替代品,即用生物化工开发可再生的生物能源和生物化工产品,是各国应对能源危机的一条重要思路。丰原集团经过长期研究和市场跟踪,认为如果原油价格不低于35美元/桶、玉米价格不高于1400元人民币/吨,用玉米加工转化替代石油产品就有利可图。现在,我国玉米年产量近1.2亿吨,其中8000万吨没有加工转化直接用作饲料,所以,完全可以扩大替代石油的加工转化力度。用3000万吨玉米生产的乙醇,可替代1000万吨汽油;用3000万吨玉米可生产550万吨乙烯,相当于目前中石化、中石油两个公司年生产能力的总和。而原料生产过程中还有30%可转化为饲料。据介绍,秸秆能源化的瓶颈主要有两处:一是没有找到或组合出可高效水解纤维素的酶,从而无法使廉价的秸秆一次完成预处理;二是没能培育出高效转化由半纤维素转变而来的木糖的发酵菌种。而丰原发酵技术国家工程技术中心通过多年的研究,突破了国际上“秸秆生产乙醇必须构建同时发酵木糖和葡萄糖生产乙醇工程菌”的思路,创造性地开发了先分离后发酵的工艺路线。这一重大技术突破,不仅大大降低了秸秆转化为能源的成本,而且使我国取得了这一领域的领先地位,为我国大规模的秸秆利用奠定了基础。
“秸秆能源化”效益巨大 负责此项研究工作的丰原集团总工程师薛培俭说,用玉米生产乙醇,3.1吨玉米可生产一吨燃料乙醇,如改用秸秆生产,大约5吨~6吨秸秆就能生产一吨乙醇。我国平均每年富余作物秸秆7亿多吨,如果利用秸秆转化技术,可以大大节约石油的消耗量。专家还指出,从近期看,生物酒精(乙醇)作为燃料,可以部分替代石油能源。从远期看,乙醇则将成为支撑以乙烯为原料的石化工业的基础原料。一直以来,石化工业的基础原料乙烯是从石油中提取的,目前乙醇生产乙烯的技术已经成熟。在未来20年内,由于石油资源的日趋紧张,再加上生物质为原料的乙醇大规模工业化生产,成本相对于石油已具有可竞争性,乙醇将顺理成章地进入工业基础原料领域。农业专家石元春院士指出,发展生物质能源对我国而言,更重要意义在于发展农业和扩大农民增收。他认为,生物质产业从原料到产品,为农业在初级农产品生产和农产品加工之外,开拓了新战场,使农民又多了一条宽阔的增收渠道。丰原集团董事长李荣杰给记者算了一笔账,如果将秸秆利用技术产业化,以50公里为半径建设小型秸秆加工厂,那么按秸秆到厂价每吨400元,农民每亩就可增收200元以上。专家测算,如果我国每年能利用全国50%的作物秸秆、40%的畜禽粪便、30%的林业废弃物,
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。
B.纤维素能水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下能转化为乙醇,所以在一定条件下植物秸秆可用来制造酒精,故B错误;
C.镁合金密度小、硬度大,可用于制造火箭、导弹和飞机的部件,故C正确;
D.二氧化硅对光具有全反射作用,能传递光信号,所以二氧化硅可用于制光导纤维,故D正确.
故选B.
甘蔗渣制乙醇的工艺过程描述如下:
秸秆――粉碎――预处理――酶解1――过滤――酶解2――过滤――接种――发酵――初馏――蒸馏――乙醇 ,七吨多甘蔗渣可生产一吨95%乙醇,并且无污水排放;每吨乙醇的成本比其他原料如玉米、木薯等低1000元以上。 过去是利用蔗糖水解发酵制取的,成本高。
扩展资料:乙醇就是酒精,它是糖经过发酵之后变成的,从成本上来说,一般不会直接用糖来做酒,糖厂多是用榨过糖之后的蔗渣浸提液和下脚料来发酵。经过发酵之后的料进行蒸馏,出来的就是酒精,先出来的含甲醇多,不能食用(食了会瞎眼)称作工业酒精,后出来的基本上是乙醇,当酒卖。再提纯就是医用酒精。
乙醇是常用的化学试剂,而我们平时所见的多是水和乙醇的混合物 ,想要制作更高精密度的实验,就要用无水乙醇。首先将比例为95 %的乙醇添加到大容器中,接着加入干燥剂成分。这些干燥剂可以起到吸收水分的作用,静置一段时间后倒入比重计中测量浓度,达到100 %后就可以对乙醇进行净化了。
参考资料来源:百度百科-乙醇
近年来,科学家又发现利用玉米、高粱、甘蔗的秸秆可以生产汽油酒精,并能直接用做汽车的动力燃料。
科学家称,目前,美国销售的汽油中,70%以上实际是酒精汽油。巴西用甘蔗发酵生产酒精作为汽车动力燃料。
(2)检测还原糖用的试剂是斐林试剂,颜色越深说明还原糖越多;三种微生物产生的纤维素酶活性不同,取决于蛋白质的不同,影响蛋白质结构不同的原因是氨基酸的排列顺序或蛋白质的空间结构不同.
(3)水稻、杂草可以进行光合作用,属于自养型的生物,在生态系统中属于生产者;输入到鸭体内的能量除通过呼吸作用以热能形式散失外,还用于鸭自身的生长、发育、繁殖;蘑菇不能进行光合作用,只能进行呼吸作用,产生的二氧化碳为蔬菜提供光合作用的原料,可以提高产量.
(4)物质的循环发生于生物群落和无机环境之间.
答案:(1)平板划线 纤维素酶 菌落周围出现透明圈
(2)斐林 不同酶的氨基酸序列不同(或不同酶的空间结构不同) 乙
(3)生产者 生长、发育、繁殖
蘑菇产生的CO2为蔬菜光合作用提供原料
(4)生物群落与无机环境
制造燃料乙醇的原料分为三种:
1、玉米、小麦等粮食作物;
2、红薯、木薯、甜高粱等非粮作物;
3、农作物秸秆、林业加工废料、甘蔗渣及城市垃圾中所含的废弃物。
燃料乙醇的主要原料有雅津甜高粱、玉米、木薯、海藻、雅津糖芋、苦配巴树等。
扩展资料:
燃料乙醇拥有清洁、可再生等特点,可以降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放。未来我国燃料乙醇行业的重点是降低生产成本、减少政府补贴。
为此制定生物燃料乙醇生产过程的消耗控制规范,及产品质量技术标准,统一燃料乙醇生产消耗定额标准,包括物耗、水耗、能耗等,是降本增效的有力手段。
参考资料来源:
百度百科-燃料乙醇