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关键词：
微生物,高温酵母,紫外线诱变,耐受能力
发表时间：
2012-10-15 12:26:24
摘要：对纤维质材料转化乙醇过程中的关键步骤———预处理技术的各种方法进行了综述，并对生物质预处理技术发展的前景进行了展望。
燃料乙醇作为可再生的生物能源之一， 其发展前景十分广阔。自20 世纪70 年代以来，燃料乙醇生产新工艺技术的研究始终围绕开发资源丰富、成本低廉的原材料，同时最大限度降低生产过程的能耗。在原料方面，木质纤维素类原料一直是世界各国研究开发的主要方向[1]。
木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源，据测算，年总产量高达1500 亿吨，蕴储着巨大的生物质能（6.9×1015 千卡）。我国是一个农业大国，作物秸秆(稻草、麦秆等)的年产量非常巨大(年产可达7 亿吨左右，相当于5亿吨标煤)，据统计，我国目前的秸秆利用率33 %，但经过一定技术处理后利用的仅占2.6 %， 其余大部分只是作为燃料等直接利用，其开发前景非常广阔[2]。
木质纤维素降解可以采用酸水解和酶水解两条不同的技术路线来实现。由于酸对生产设备的腐蚀作用，特别是高温条件下稀酸的强烈腐蚀作用， 酸水解反应器不得不采用价格昂贵的贵金属合金或非金属材料制造， 使得木质纤维素的酸水解技术难以适应燃料乙醇生产规模大、产品附加值低的特点。而酶降解技术以其反应条件温和的突出特点为大规模开发利用木质纤维素资源开辟了一条全新的途径。
对天然纤维素材料进行预处理， 是提高纤维素酶解效率的一个重要途径。预处理的作用主要是改变天然纤维的结构、降低纤维素的结晶度、脱去木质素或半纤维素，增加酶与纤维素的接触面积，提高酶解效率[3]。对木质纤维素的预处理方法主要包括物理法(包括机械粉碎、微波辐射和超声波预处理等)、物理化学法(包括蒸汽爆破、氨纤维爆破等）、化学法(采用酸、碱、次氯酸钠、臭氧等试剂进行预处理，其中以NaOH 和稀酸预处理研究较多)和生物法（白腐菌产生的木质素分解酶类和氢键酶)，或者是两者的组合。
有效的预处理有几个严格的衡量标准： 它必须能够避免减小原料尺寸的要求，能保留木糖(半纤维素)的成分， 减少能抑制发酵微生物生长的降解产物的生成以及减少能量需求和降低成本。近年来发展迅速的稀酸预处理、蒸汽爆碎等技术可高效破坏植物纤维结构，提高微生物的降解转化速率。通过优化处理条件，可使秸秆等纤维废物的酶解率超过90 %。处理成本也相对较低，比较接近上述目标。
木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源，据测算，年总产量高达1500 亿吨，蕴储着巨大的生物质能（6.9×1015 千卡）。我国是一个农业大国，作物秸秆(稻草、麦秆等)的年产量非常巨大(年产可达7 亿吨左右，相当于5亿吨标煤)，据统计，我国目前的秸秆利用率33 %，但经过一定技术处理后利用的仅占2.6 %， 其余大部分只是作为燃料等直接利用，其开发前景非常广阔[2]。
木质纤维素降解可以采用酸水解和酶水解两条不同的技术路线来实现。由于酸对生产设备的腐蚀作用，特别是高温条件下稀酸的强烈腐蚀作用， 酸水解反应器不得不采用价格昂贵的贵金属合金或非金属材料制造， 使得木质纤维素的酸水解技术难以适应燃料乙醇生产规模大、产品附加值低的特点。而酶降解技术以其反应条件温和的突出特点为大规模开发利用木质纤维素资源开辟了一条全新的途径。
对天然纤维素材料进行预处理， 是提高纤维素酶解效率的一个重要途径。预处理的作用主要是改变天然纤维的结构、降低纤维素的结晶度、脱去木质素或半纤维素，增加酶与纤维素的接触面积，提高酶解效率[3]。对木质纤维素的预处理方法主要包括物理法(包括机械粉碎、微波辐射和超声波预处理等)、物理化学法(包括蒸汽爆破、氨纤维爆破等）、化学法(采用酸、碱、次氯酸钠、臭氧等试剂进行预处理，其中以NaOH 和稀酸预处理研究较多)和生物法（白腐菌产生的木质素分解酶类和氢键酶)，或者是两者的组合。
有效的预处理有几个严格的衡量标准： 它必须能够避免减小原料尺寸的要求，能保留木糖(半纤维素)的成分， 减少能抑制发酵微生物生长的降解产物的生成以及减少能量需求和降低成本。近年来发展迅速的稀酸预处理、蒸汽爆碎等技术可高效破坏植物纤维结构，提高微生物的降解转化速率。通过优化处理条件，可使秸秆等纤维废物的酶解率超过90 %。处理成本也相对较低，比较接近上述目标。
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