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生物燃料: 生产乙醇从纤维素材料
 

生物燃料: 生产乙醇从纤维素材料

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生物燃料是源自生物的物质,例如植物的燃料。生物燃料作为替代化石燃料,他们可以来自世界许多地区的农作物。此外,他们都更加清洁的燃料,从而减少温室气体排放。

来自植物生物量、 通常甘蔗和玉米乙醇是使用最广泛的生物燃料之一。在美国,大多数的乙醇生物燃料是从玉米产生的。

用玉米作物作为一种原料是有争议的作为玉米是能源密集型增长,使用了大量的肥料和它的用途作为原料的粮食供应,从中删除了大量的玉米特别是家畜饲料。其结果是,其他植物材料或木质材料,如草、 树叶、 纸张和作物的非食用部分的使用正在增加。

这个视频将涉及基本的乙醇源于木质纤维材料,并证明木质纤维原料在实验室生产乙醇。

木质纤维素生物质是指植物木质细胞壁的毛病。这种类型的植物物质是原料的最丰富可用,经常都是原料的一件废品的农业和制造业。

细胞壁是由高度交联聚合物,木质素和两个复杂的碳水化合物,纤维素和纤维素组成。纤维素是发酵的糖,如葡萄糖的主要来源,但必须首先分开的木质素和半纤维素的组件。

处理的木质材料的第一步是细磨成粉干植物物质。地面原料然后经过预处理打破木质素和半纤维素细胞壁,并启用对纤维素的访问。

接下来,纤维素被处理水解酶、 纤维素酶和半纤维素酶等。酶法水解分解成葡萄糖的纤维素。最后,葡萄糖发酵酵母来生产乙醇。

下面的实验演示这种的生产从通过去除木质素和半纤维素,其次是纤维素,酶处理和发酵葡萄糖,以生产乙醇的纤维素生物质乙醇的逐步方法。

在这个实验中,将从玉米秸秆、 树叶和秸秆生产乙醇的玉米植株。使用球磨研磨机,把原料磨成粉末,并确保没有大块保持。

重 1 克的原料,将其放入 50 毫升离心管,和它贴上标签。标签作为控制样品,第二管和不添加任何的原料。预处理样品,成立 500 毫升大烧杯的大约 400 毫升的水,并把它带给烧开温柔。

25 毫升的蒸馏水添加两个准备的离心管和限制它们松散。旋流管混合。将管放入煮沸的水,并确保从洗澡水不漏入管。允许他们煮 30 分钟,然后删除,让它们冷却至室温。

一旦有冷却管,向既管添加纤维素酶 1 毫升。将管子放在孵化器 24 h。24 小时后,删除管,让他们来冷却至室温。从消化纤维素材料通过发酵生产乙醇的酵母。要开始此过程,每个离心管中,添加 1 g 活性酵母和旋流混合。

气闸舱置于离心管中。气闸舱允许在发酵过程中逃脱所以压力不能管中产生的二氧化碳排放。将离心管放在机架上,并将放置在一个孵化器在 37 ° c。发酵完成后,请使用乙醇传感器来测量控制和采样管中的乙醇浓度。

要使生物燃料具有竞争力的能源来源,必须回答某些问题有关的结构和性能的原料。

它是重要的是了解在各种植物中,木质素的分布,因此可以有效地执行其去除。在此示例中,在植物细胞壁木素分布进行切片从植物茎的薄层。薄片然后成像用 532 nm 激光共聚焦显微镜创建植物茎的三维图像。

拉曼光谱法测定木素含量。通过共聚焦图像和拉曼光谱结合,生成的木素分布的三维地图。

为了最大化的来自植物原料的生物乙醇量,必须比较类型的原料。在此示例中,乙醇是由纸板,和相比玉米秸秆。纸板制得所示以前,地面纸板受到预处理,其次是为满足从材料分隔木质素和半纤维素、 纤维素分解成葡萄糖的酶消化。然后用酵母产生乙醇发酵提取的葡萄糖。纸板被证明是对玉米秸秆的高级原料产生两倍以上浓度的乙醇溶液中。

在美国,绝大多数的生物乙醇被由玉米。从玉米中提炼乙醇的生产是能源密集型,固然,不如从纤维素生物质乙醇生产复杂。

为了从玉米原料过渡,从纤维素生物质产量必须优于玉米。此示例、 玉米面、 玉米秸秆中比较了使用相同的过程,如上图所示。

玉米粉产生较高浓度的乙醇比玉米秸秆,显示玉米玉米秸秆本身比略好原料。然而,玉米秸秆和其他纤维素原料,更丰富也更便宜,可能提供一个可行的选择。

你刚看了生物燃料的朱庇特的简介。现在,您应该了解生产乙醇从植物原料制成,并与该进程关联的挑战。谢谢观赏 !

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