玉米秸秆生产燃料乙醇的经济性分析

玉米秸秆生产燃料乙醇的经济性分析作者：宋安东，任天宝，张百良，SongAndong，RenTianbao，ZhangBailiang作者单位：宋安东,SongAndong(河南农业大学生命科学院,郑州,450002)，任天宝,张百良,RenTianbao,ZhangBailiang(河南农业大学农业部可再生能源重点实验室,郑州,450002)刊名：农业工程学报英文刊名：TRANSACTIONSOFTHECHINESESOCIETYOFAGRICULTURALENGINEERING年，卷(期)：2010，26(6)被引用次数：0次参考文献(17条)1.张愉.陈徐梅.张跃军低碳经济是实现科学发展观的必由之路2008(7)2.宋安东生物质(秸秆)纤维燃料乙醇生产工艺试验研究20033.吴创之.马隆龙生物质能现代化利用技术20034.BalatM.BalatHRecenttrendsinglobalproductionandutilizationofbio-ethanolfuel20095.SladeR.BauenA.ShahNThecommercialperformanceofcellulosicethanolsupply-chainsinEurope2009(1)6.YanLin.ShuzoTanakaEthanolfermentationfrombio-massresources:currentstateandprospects2006(6)7.曲音波纤维素乙醇产业化2007(7/8)8.孙智谋.蒋磊.张俊波.刘丽萍世界各国木质纤维原料生物转化燃料乙醇的工业化进程2007(1)9.ThomsenMH.ThygesenA.JqrgensenHPreliminaryresultsonoptimizationofpilotscalepretreatmentofwheatstrawusedincoproductionofbioethanolandelectricity2006(1/2/3)10.陈洪章.邱卫华秸秆发酵燃料乙醇关键问题及其进展2007(7)11.LiS.Catherine.Chan-HalbrendtEthanolproductionin(the)People'sRepublicofChina:Potentialandtechnologies2009(z1)12.刘宏斌燃料乙醇非粮化:中国发展纤维乙醇的挑战与对策2008(6)13.KokTatTan.KeatTeongLeeRoleofenergypolicyinrenewableenergyaccomplishment:Thecaseofsecond-generationbioethanol2008(9)14.BarryDSolomon.JustinRBarnes.KathleenEHal-vorsenGrainandcellulosicethanol:History,economics,andenergypolicy2007(6)15.LinLuo.VanderVoetEster.HuppesGjaltAnenergyanalysisofethanolfromcellulosicfeedstock-cornstover2009(8)16.吴国峰.赵辉.李盛贤.贾树彪.岳国君.陈世忠酒精浓醪发酵的计算与分析2003(4)17.孟跃中.乔俊娟.杜风光可降解二氧化碳塑料基复合材料及其制备方法2007相似文献(10条)1.期刊论文杜风光.冯文生.DUFeng-guang.FENGWen-sheng秸秆生产乙醇示范工程进展-现代化工2009,29(1)在简述发展秸秆乙醇必要性的基础上,概述了秸秆乙醇生产技术中的3个环节:秸秆原料预处理技术、秸秆纤维素水解技术、五碳糖与六碳糖发酵技术.深入分析了国内外秸秆乙醇的产业化现状,最后对发展秸秆乙醇项目提出了建议.2.学位论文王莲水稻秸秆同步糖化发酵法制备乙醇的工艺研究2009乙醇是重要再生能源，目前多以玉米等为原料生产乙醇。但随着世界人口的不断增长，粮食匮乏问题日益严重，我国已经开始逐步限制粮食乙醇的生产。我国秸秆资源十分丰富，大部分没有得到开发和利用，由于目前秸秆转化技术尚不成熟，无法开展秸秆乙醇的工业化生产。本文以水稻秸秆为原料，针对目前秸秆预处理效果不佳且对设备要求高、纤维素酶酶活低及发酵过程复杂耗时长等问题，采用微波技术进行预处理，利用本实验室保存的高产纤维素酶的黑曲霉菌株培养产纤维素酶，运用同步糖化发酵技术生产乙醇，为利用水稻秸秆制备乙醇提供参考数据。主要研究内容和结果如下：br　　1.水稻秸秆预处理工艺的研究。比较了秸秆的碱法和微波碱联合预处理的工艺。只用碱处理秸秆时，适宜的碱浓度为8％，得到的还原糖含量为11.53mg/mL。在此基础上，利用微波碱联合预处理，确定是适宜的微波剂量为4.8w/g，微波碱联合处理的糖化效率比碱处理的糖化效率提高了27.02％。br　　2.高产纤维素酶黑曲霉菌株的筛选及培养条件的研究。从实验室保存的四株黑曲霉菌株中筛选出酶活高的黑曲霉M34。确定了黑曲霉M34基于最高酶活的产酶条件，温度30℃、pH5.5、摇床转速200r/min的条件下培养6天，得到的初酶液的酶活为44.34U/mg。br　　3.水稻秸秆同步糖化发酵制备乙醇的工艺研究。确定了水稻秸秆的同步糖化发酵工艺，在温度为40℃，pH为4、纤维素酶的添加量为25U/g时，加入8％的酵母进行同步糖化发酵，此条件下发酵得到的乙醇转化率为69.22％，乙醇得率为15.58％。3.期刊论文马晓轩.范代娣.马沛.米钰.骆艳娥.朱晨辉.惠俊峰.薛文娇.MAXiao-xuan.FANDai-di.MAPei.MIYu.LUOYan-e.ZHUChen-hui.HUIJun-feng.XUEWen-Jiao秸秆微生物降解及发酵生产乙醇的研究-西北大学学报（自然科学版）2009,39(1)目的研究提高微生物降解秸秆的产糖率及利用秸秆降解物发酵生产乙醇的产率.方法利用单一微生物纯培养和多种微生物混合培养降解秸秆产生可发酵糖,并对秸秆降解物采用非等温同时糖化发酵法(nonisothermalsimultaneoussaccharificationandfermentation,NSSF)和同步糖化发酵法(simultaneoussaccharificationandfermentation,SSF)进行发酵生产乙醇.结果采用黑由霉和康宁木霉混合培养降解秸秆时的纤维素酶活力显著高于其他5种降解形式,CMC糖化力(CM-CA)可达到3676U,滤纸糖化力(FPA)可达到680U;采用NSSF法发酵的乙醇产率显著高于采用SSF法发酵的乙醇产率,其最高可达到0.14g/gDS.结论采用黑曲霉和康宁木霉混合培养降解秸秆,并采用NSSF法进行发酵生产乙醇,与直接用酶降解秸秆发酵生产乙醇的产率相当,但是成本低于采用商品化的酶.4.学位论文邓辉基于棉花秸秆的微生物合成乙醇研究2007以棉花秸秆为原料，研究了原料预处理的方法，筛选了乙醇发酵菌株，并系统研究了秸秆水解液发酵转化乙醇的工艺，研究结果如下：1、考察了碱处理对棉秆酶解糖化的影响，结果表明：碱预处理主要是通过对棉秆中的半纤维素、木质素作用来破坏棉花秸秆的纤维质结构；2％NaOH，固液比1：20，120℃，处理棉秆75min，棉秆中的木质素、半纤维素分别降低49.83％，55.75％；利用碱/微波(700W)预处理棉秆15min，棉秆中的木质素、半纤维素分别降低51.76％，56.76％，提高微波功率对于处理后的棉杆中纤维素、高聚糖(纤维素+木质素)收率无明显影响，但功率越高、所需时间越短；温度45℃，pH4.6，复合纤维素酶用量4μL/g为较好的酶解糖化条件；碱预处理棉花秸秆酶水解96h，水解率为20.01％，碱/微波预处理棉花秸秆酶水解48h，水解率为20.05％。2、考察了酸处理对棉秆糖化的影响，结果表明：酸主要是通过对棉秆中的半纤维素及少量纤维素水解来破坏棉花秸秆的纤维质结构；2.5％H,2SO,44，固液比1：12，110℃，处理棉秆4h，其水解率达29.61％；酸/微波(300W)预处理棉秆45min，棉秆水解率为14.32％，提高微波的作用功率可以缩短预处理时间，但是却会减弱半纤维素水解的程度，其酶水解率(72h)为酸预处理棉秆的49.1％。3、考察了酸预处理、碱预处理、碱/微波预处理后的棉花秸秆的酶水解动力学，结果表明五种预处理后的棉秆酶水解都受产物还原糖的竞争抑制，都可以用下面的动力学模型对酶水解过程进行较好描述：4、从石河子周边筛选得到31株可利用木糖合成乙醇的菌株。采用紫外诱变筛选得到乙醇发酵菌株Y68，其对木糖的发酵能力较发酵菌株提高3.70倍。对Y68基本生长及发酵特性进行了研究，并将其应用于不同预处理后棉秆糖化液的发酵。实验结果表明：实验范围内Y68的最适生长温度范围为35℃-38℃，最适生长pH值为5.5，最大乙醇耐受力为14％。混合糖发酵过程中：接种量5％，发酵温度35℃-38℃，pH5.5，摇床转速80r/min为较佳条件。酸预处理较碱预处理而言，需较长的发酵时间。不同棉秆水解液中可发酵糖乙醇转化率均高于56.81％。5.期刊论文赵静玫.刘波.王海岩.徐俰俐.孙艳.李雪驼微生物发酵膨化秸秆生产乙醇的气相色谱法分析-化学分析计量2003,12(2)利用微生物发酵膨化秸秆生产乙醇,采用气相色谱法测定发酵秸秆在不同条件下生产乙醇的含量,确定发酵秸秆生产乙醇的最佳条件.乙醇溶液的浓度(X)在0～200mg/L范围内与对应的气相色谱峰面积(Y)呈线性关系,线性方程为Y=4.217×106X-54935,线性相关系数r=0.9904.测定乙醇含量的相对标准偏差(n=6)为1.06%,回收率为87.11%～96.64%.6.期刊论文李文亮.边鸣镝.王海波.LIWen-liang.BIANMing-di.WANGHai-bo甜高粱秸秆发酵生产乙醇的研究-江西农业学报2010,22(3)实验结果表明:用2.0%NaOH+2.0%HCl预处理的甜高粱秸秆粉纤维素含量可以达到52.56%,显著高于未经处理的甜高粱秸秆粉;甜高粱秸秆粉经2.0%HCl+2.0%NaOH预处理后,糖化效果优于其它处理;当糖化温度为50℃时,甜高粱秸秆粉的糖化率最高;反应体系的pH为5.0时,糖化率最高;糖化时酶加量以15IU/g为宜;3种突变菌株比较而言,lwl79发酵产乙醇比较高,乙醇终浓度为15.48g/L.7.学位论文赵金生稻草水解液发酵制取乙醇以及与其相关的细胞生物电化学研究2005本研究以稻草秸秆为原料，通过化学与生物转化相结合的途径对稻草秸秆的各个组分进行了有效分离，并最终通过发酵技术将稻草秸秆中的碳水化合物转化为乙醇。同时，对稻草水解液发酵制取乙醇过程所存在的问题进行了分析，并选用探针电化学技术研究了糠醛、乙酸以及乙醇等发酵抑制剂对酵母的抑制作用，为构建合适的酵母以及选择理想的发酵工艺提供了一定的理论基础。在稀酸水解前处理方法的基础上，提出根据稻草秸秆的每个组分的化学性质的不同，分步、分别处理，分别加以利用的设想。首先通过稀酸催化水解反应分离稻草秸秆中的半纤维素组分，使其以木糖为主的还原性单糖的形式溶解于稀酸分离液中。稻草秸秆的第二步处理过程是脱木质素反应，所选用的方法为木质素的磺甲基化反应，木质素以水溶性的木质素磺酸盐的形式被分离出来。经过稀酸催化水解反应与木质素的磺甲基化反应后，所剩余的部分基本上就是比较纯净的纤维素部分，其酶解率高达93％。选用三株酵母分别考察了它们发酵纯木糖溶液以及稻草水解液的性能。研究发现，与传统的酿酒酵母(S.cerevisiae)相比，木糖发酵酵母有乙醇产率低、对发酵抑制剂的敏感性高以及乙醇耐受能力差等缺点，以上因素限制了稻草水解液发酵制乙醇工艺实现工业化生产。最后首次采用双探针电化学方法研究了酿酒酵母与木糖发酵酵母在一些生理特征上的不同，并在此基础上