玉米秸秆生物转化制取燃料乙醇的研究开题报告

1. 研究目的与意义

玉米秸秆蒸汽爆破预处理过程中将产生对后续酶解、发酵有抑制作用的物质，本课题主要研究原料预处理后洗涤和不洗涤工艺对后续酶解、发酵的影响作用，建立基于蒸汽爆破预处理的玉米秸秆制取燃料乙醇的技术方法与工艺。

2. 国内外研究现状分析

能源是现代社会经济的基础,随着化石能源的日益枯竭,液体燃料短缺将严重制约人类的发展。燃料乙醇作为一种安全、洁净的运输燃料和汽油添加剂，乙醇被认为是来自可再生资源最有发展前景的液态燃料。世界各国政府和能源行业对燃料乙醇的认识基本一致，认为汽油中燃料乙醇的添加可改善汽车尾气排放，并且属于可再生的清洁燃料，其生产和使用在技术上比较成熟。目前，世界各国都在不同程度地推广使用乙醇汽油，含乙醇5~15%的乙醇汽油已在世界各国广泛使用。植物纤维素是地球上最丰富的可再生资源。石油、煤等化石能源的有限性使人们致力于各种新能源的开发,转化利用植物纤维素这巨大的可再生资源,以提供人们所需的能源和其他化工产品。从植物纤维素水解制取酒精、木糖、糠醛、乙酞丙酸等化工原料以及单细胞蛋白、可生物降解的纤维素薄膜等产品的研究正引起越来越多的科学工作者和政府部门的重视。植物纤维素的转化利用研究将在为人类解决能源粮食和环境污染等问题中起着巨大的作用,在可持续发展战略中占有重要的地位。

利用纤维素酶将纤维素水解成可溶性单糖（葡萄糖）、经发酵可生产酒精、酵母、医药品及其它化工原料，是合理利用生物资源解决未来能源和资源危机的一条重要途径，是世界上许多国家正在积极探索的课题。我国的植物纤维素类原料的资源潜力非常可观,因此加强植物纤维素类物质特别是农业废弃物的转化利用研究,在我国具有深远的意义。利用纤维素生产燃料乙醇来作为替代燃料,对于调整我国能源结构,提高国家能源供应安全,实现可持续发展均具有重大战略意义。农林废弃物等木质纤维素将是我国生产燃料乙醇的主要原料。

木质纤维素发酵制备乙醇包括原料的预处理、纤维素的糖化、纤维素发酵三个步骤。为有效地转化纤维素原料,预处理方法大致可分为物理法、化学法、生物法。其中物理预处理法中有粉碎处理、辐射处理方法等，这些方法可提高所处理原料的糖化率，但有的耗能较多，处理费较高。

3. 研究的基本内容与计划

课题研究的内容

以玉米秸秆稀酸蒸汽爆破预处理物料为原料，研究物料在酶解过程中固体渣对纤维素酶组分吸附行为，以及酶解渣固态发酵技术的研究。包括：

（1）纤维素酶水解过程固体渣对纤维素酶组分吸附行为的研究；

4. 研究创新点

创新点：在前人研究基础上确定使用稀酸预处理玉米秸秆的操作条件，尽可能降低成本，经过试验，研究物料在酶解过程中固体渣对纤维素酶组分吸附行为，以及酶解渣固态发酵技术。