怎样利用玉米桔秆提炼乙醇

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。

没有商业化前途。

目前秸秆利用有几种方法，如秸秆粉碎后，添加其他物质，加压制成生物质颗粒燃料；秸秆气化燃料；秸秆液化等。

秸秆液化主要包括生物化学法制备燃料乙醇和热化学法制备生物油。前者一般指采用水解、发酵等手段将秸秆等生物质转化成燃料乙醇；后者则是通过快速热解液化、加压催化液化等进行转化。

热化学法制备生物油又有快速热解液化和加压液化和催化液化等技术，就是采用常压或高压、加热条件下，使生物质中的有机高聚物分子在隔绝空气的条件下迅速断裂为短链分子，生成含有大量可冷凝有机分子的蒸汽，蒸汽被迅速冷凝，同时获得液体燃料、少量不可凝气体和焦炭。液体燃料被称为生物油，为棕黑色黏性液体。生物油组成中99.7%是碳、氢、氧，含有数百种化合物，主要包括烷烃、芳烃等，及多种带有含氧官能团的苯酚类、醛类、酮类等芳香族环状化合物。基本不含醇类。生物油存在氧含量高(30%以上)、挥发性差，大多不稳定且易腐蚀，在空气中易构成沉积等缺点，很难直接作为燃料使用，还需要进行精制。

而以秸秆为原料生产乙醇，则完全是另一条工艺路线，或者说是完全不同的利用方式。已制得的生物油也没有办法再转化为乙醇了。即使有办法把生物油再转化为乙醇，工艺过于复杂，得率低，完全是得不尝失。

如果你想用秸秆转化为乙醇，直接用转化和微生物发酵法就可以了，为什么要先热解为生物油，再转化为乙醇呢？

就像是木头既可以做成桌子，也可以做成板凳。为什么不直接做成板凳，非要先做成桌子，然后再拆开改成板凳呢？

、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

生态环保生物乙醇配方，包括以下原料：溶剂、稻草秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、棉花秸秆、油菜秸秆、甘蔗渣、糠麸皮、玉米芯、发酵添加液、卵磷脂、硫酸锰。制备方法采用大量农业废料，原料易得，实现了植物材料的循环利用与综合利用，降低了环境的污染，同时依次酶解和己糖、戊糖发酵的高效进行，乙醇制得率较高

高油价催生燃料乙醇 秸秆能源化效益巨大 面对能源的紧缺，石油的涨价，世界上很多国家都在探索解决之 道。2000年，安徽丰原集团有限公司（以下简称丰原集团）就着手在高回收、低成本的发酵工艺方面成功探索利用玉米、薯类等生物质进行深加工，以替代石油产品的生产技术。现在，我国很多地方都已经开始将玉米生产的燃料乙醇，以10%的比例直接混合到汽油中使用。丰原集团在燃料乙醇生产中，与大连理工大学一起研制出世界最先进的自絮凝沉降颗粒酵母发酵生产工艺，使生产成本大大降低。国家发展和改革委员会决定用燃料乙醇替代石油百万吨试点项目开始后，丰原集团占据40%份额。去年，丰原集团燃料乙醇的产能已达44万吨。 新技术的重大突破 走进丰原集团发酵技术国家工程研究中心，记者看到技术人员正在紧张地忙碌着，农作物的秸秆经粉碎、发酵，再经分离、提纯后就成了乙醇。该中心副主任、丰原集团副总工程师宋家林告诉记者，丰原集团以玉米、薯类等生物质为原料生产的燃料乙醇、乙烯等产品均已进入市场并获得良好效益，利用农产品精深加工全面替代石油产品的许多关键技术已取得重大突破，并已经建成产业化项目，效益可观。据介绍，目前利用秸秆生产乙醇的中试装置已投产，年产乙醇300吨。

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，

（1）①筛选纤维素分解菌需要使用一纤维素为唯一碳源的选择培养基，该培养基配方中纤维素是培养基的主要碳源，所以可以筛选纤维素分解菌．

②刚果红染液可以鉴别纤维素分解菌，刚果红可以与纤维素结合成复合物而呈红色，纤维素分解菌可以产生纤维素酶分解纤维素而不能着色，使其菌落周围出现透明圈．

③提取纤维素酶后需要对其活性进行检测，固定化酶的方法主要有化学结合法和物理吸附法．

（2）酵母菌无氧发酵可以产生酒精，在产生酒精时要控制的必要条件是无氧（密闭、密封）．

（3）在PCR反应体系中，除了要加入模板、原料外，还需要加入两种引物和耐热的DNA聚合酶．

故答案为：

（1）①纤维素是培养基的主要碳源

②刚果红     透明圈

③酶的活性   化学结合    物理吸附

（2）无氧（密闭、密封）

（3）两种引物     耐热的DNA聚合酶

1、作物秸秆生产淀粉和味精：秸秆除作畜禽饲料和燃料外还可制取淀粉，变成巨大的财富。用废弃的麦秸、豆蔓荚、地瓜花生藤、玉米秸等制取淀粉．可用于做食品、作饲料、制饴糖、酿酒、酿酱醋等，真正变废为宝，每百斤藤蔓秸杆可制取60—80斤淀粉，30斤味精。

2、变性秸秆材料及用途：特别涉及到以农作物秸秆为原料的变性秸秆材料及其用途。

3、利用甜高粱秸秆固体发酵蒸馏制取乙醇。

4、甜高粱秸秆汁液生产乙醇。收获的秸秆直接榨汁再运到发酵场所进行发酵和蒸馏，不仅大大节约了运输成本，而且还发酵和蒸馏设备的容量可以大为减小，可减少了大量投资、人工成本以及原材料成本。其经济效益比固体工艺明显提高，生产成本大为降低。 　

5、鲜玉米秸秆酒精制品：其特征在于：特别是提供了一种鲜玉米秸秆的利用，废料变宝，能生产出优质食用白酒、酒精，有利于保护环境卫生，原料广，制造工艺简单，生产原料成本低，产量高，产品质量好，回报率极高；做到无废渣、废液排放，秸秆渣通过加工是上好的猪饲料，对环境没有污染，产品用途十分广泛，经济效益非常可观，是一举两得利国利民的新型朝阳产业。

6、植物秸秆饲料发酵菌剂：极其适合干黄秸秆的发酵，包括植物乳杆菌、酵母菌、里氏木霉、枯草芽孢杆菌，各菌种经过固体试管、液体三角瓶、液体麦芽汁三级常规培养后，按比例混合菌液并进行固体发酵培养成熟制得。使用的各菌种分别独立进行培养，在液体生产菌种阶段才混合，可以更加适合不同菌种的不同培养条件，使每个菌种都具有最强的活性。 　

7、植物秸秆饲料产业化产品制备方法：将植物秸秆经过揉搓机揉搓，形成细长的秸秆丝，接着对秸秆丝充分加水完全湿润，再加入微生物发酵菌剂，然后进行压实打捆，再密封包膜，在包膜内发酵，形成具有包装的发酵秸秆丝捆。具有保存时间长，容易储存，方便使用的特点。成功的实现了秸秆饲料商品化，同时解决了秸秆日常处理上的环境问题。 　

8、秸秆植物纤维合成工业用新材料制成品。产品成本低，价格低，具有较高的强度，并且防腐、防潮，其耐水、耐潮性能好，阻燃性能好，既节约了大量木材，又有利于保护森林资源，维持生态平衡，减少木浆、草浆的生产，直接用秸秆粉生产植物纤维合成材料制品，有利于环境保护。特别适合制作各种板材、包装箱、包装盒等各种产品。

9、锯末为混合原料，采用磷酸法和物理结合方法生产粉状或颗粒活性炭，或采用化学物理结合方法，以氢氧化钾为活化剂，用高氯酸对原料进行预处理，生产粉状或粒状活性炭。采用本方法生产的活性炭系列，其投资规模小(200万元左右)，成本低，收益高，见效快，便于操作，3～50人便可组织生产。

10、其产品不仅用于工业、轻工业等，在净化空气、水质、环境以及医疗卫生等方面具有显著的生态作用。无毒无公害，属无残毒无污染产品。为进一步综合利用生物废弃资源奠定了良好的基础。可广泛用于工业、农业、医疗、卫生、防疫、环保、生产、生活等领域。