1. 研究目的与意义
目前,世界能源工业的发展主要依赖石油等矿石资源,但化石资源的过度开采利用使整个工业社会面临着能源危机。
在自然界中,生物质原料的年产量达1011到1012吨,这些资源的有效开发利用不仅能够缓解能源危机带来的压力,有效减少温室气体的排放,还能够增加农林废弃物的经济效益。
根据iea的定义,生物质能是指将生物质资源转化生成的液态、固态和气态的能源产品,主要包括燃料乙醇、生物柴油、成型颗粒固体燃料、生物天然气等。燃料乙醇是生产技术最成熟、应用规模最大和商业化程度最高的生物燃料。
2. 国内外研究现状分析
美国国家能源部(西北太平洋国家实验室和美国可再生资源实验室)所研究的生物质炼制工艺是将生物质中的淀粉、半纤维素、纤维素与木质素先分解或裂解为生物基合成气、果糖、葡萄糖、木糖、树胶醛糖、乳糖和蔗糖等中间平台化合物,再进一步通过化学反应合成甘油、丙酸、丙二酸、琥珀酸、苏氨酸、衣康酸、糠醛、柠檬酸等平台化合物。1832年,德国化学家Doebernier在利用硫酸作用于糖和淀粉制取甲酸时,意外发现了糠醛。它具有广泛的用途:①作为生产衍生物(如呋喃、甲基呋喃、四氢呋喃、呋喃酸、糠醇等)的起始原料;②作为萃取剂用于润滑油、柴油和植物油的精制;③作为杀虫剂。
以玉米秸秆为原料,研究了中酸预处理条件下水洗得到的残渣经酶水解后进行己糖发酵、水洗液经三烷基胺萃取脱毒后进行戊糖发酵的乙醇得率,并对整个工艺进行了物料衡算。结果表明:中酸预处理的最佳条件为温度100℃,硫酸质量分数3%时间12h。残渣的酶水解液浓缩至葡萄糖质量浓度为138.72g/L进行乙醇发酵,在24h时糖利用率为99.02%,此时乙醇质量浓度达到最高为62.98g/L,是乙醇理论得率的89.90%。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
1-掌握落叶松的微观构造特征;
2-掌握弱酸预处理方法;
4. 研究创新点
近年来,生物质制燃料乙醇的研究和应用取得了很大的进展,燃料乙醇的生产成本大幅度降低,但燃料乙醇的生产仅是整个生物质加工工程的一部分,从可再生的生物质获取多种产品和能量将是未来不可阻挡的发展方向。落叶松是东北、内蒙古林区以及华北、西南高山针叶林的主要森林组成树种。充分利用落叶松的特性,扬长避短,开发落叶松精深加工产品,提高木材综合利用率,必将对保护森林资源和促进林区经济发展起到积极的推动作用。
本课题主要研究稀酸处理对落叶松组织结构的影响,对高效利用落叶松资源进行能源转换具有重要意义。
