不同预处理对杨木浆料酶解性能的影响开题报告

1. 研究目的与意义

石油、煤炭、天然气等作为不可再生能源，消耗将迅速上升，逐渐走向枯竭；为维持经济、资源、环境的协调、可持续发展，开发和利用生物质能源具有重要的战略意义。燃料乙醇也称生物燃料、燃料酒精，是生物质能源的一种，具有无污染，可再生，易于普及推广，使用安全等优点。因此利用可再生的木质纤维原料生物质，使其通过预处理和酶水解把高聚糖转化成各种单糖，再经过发酵、浓缩成燃料乙醇对解决能源问题具有重要的意义。

2. 国内外研究现状分析

预处理是木质纤维素转化为乙醇的关键步骤，其主要作用是破坏纤维素、半纤维素和木质素连接的致密性，破坏纤维素的结晶结构，从而提高纤维素的酶解效率。预处理的方法有很多，大体上可划分为 4 类：生物法、物理法、化学法和物理化学综合法。

木质纤维素预处理技术的研究已开展多年，随着生物技术的不断迚步，已从最初的直接水解糖化演变成为预处理方法。研究结果表明，四大类预处理技术已经在实验室中取得了较为理想的效果，但要在商业化运行中使用还需迚一步优化。目前的预处理技术各存优缺点，生物法反应条件温和，产生的副产物少，但反应强度较低，所需处理时间较长；物理法可以有效地破坏生物质物理结构，给酶分子提供较大的通道，但研磨过程的能耗较高，对经济性不利；化学法反应速率快，效率高，但反应过程中产生的副产物和有机废水较多。由此可见，所存在的问题主要集中在过程能耗和水耗方面，反应过程的能耗过大不仅不利于经济性还会造成能量的负产出；用水量过大不仅给后续的废液处理方面产生巨大的压力，而且也会导致能耗过高；预处理过程需要与后续过程迚行耦合优化，以降低整套工艺链的能耗。随着研究的不断深入，所面临的问题将会得到解决，低能耗、绿色环保的高效预处理技术将会运用到商业化生产中。

3. 研究的基本内容与计划

从木质纤维素制取燃料乙醇主要包括原料预处理、酶水解糖化及酒精发酵三个部分。在生产过程中，酶水解糖化过程十分关键，在水解前要对木质纤维素进行预处理，因为木质纤维素是一种由不同种类碳水化合物结合而成的复杂联合体，各组分由氢键连接构成致密而又稳定的结构，阻碍了纤维素和纤维素酶的反应，造成木质纤维素的酶水解率很低（未预处理的酶水解效率小于20%），所以需要对其预处理来改变或除去木质素，降低纤维素的结晶度，增加比表面积和对纤维素酶的可及性，提高纤维素酶水解效率，所以酶水解工艺中一个重要课题是原料的预处理，因此探求预处理技术与提高酶水解速度和效率成了研究重点。

杨树是我国主要的人工林种之一，蓄积量达到4.2亿/立方米，资源丰富；其次作为一种富含葡萄糖基和木糖基的速生材树种，杨木及其加工剩余物己成为纤维素燃料乙醇生产的潜在原料。因此，本实验以杨木为原料，采用绿液、酸性亚硫酸盐法、中性亚硫酸盐分别进行预处理后，比较不同预处理对杨木原料组成和酶水解性能等的影响作用。

计划： 1、相关资料的收集及专业课程知识的拓展，并进行开题报告的填写；

4. 研究创新点

1.本课题利用资源丰富，生长周期短的速生杨木做原材料进行研究，合理 地利用了资源，有效的降低了成本。