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环境功能高分子材料

之纤维素材料科学与工程学院变废为宝……纤维素简介来源广泛:植物、动物、微生物每年全世界产量超过1000万吨可再生生物可降解和生物相容性大量的羟基基团纤维素简介WWW.SOPPT.CN纤维素结构

纤维素结构纤维素转化为燃料乙醇纤维素半纤维素木质素纤维素废弃物催化水解为单糖，再经发酵成为乙醇不能被水解。在纤维素周围形成保护层，影响纤维素水解物理法：机械研磨法、高温分解法化学法：臭氧法、酸处理法、碱处理法、氧化脱木质素、有机溶剂处理物理化学法：蒸汽爆破法、氨法爆破、CO2爆破法生物法预处理预处理目的：打破纤维素分子的结晶结构和保护层，使材料变得蓬松，易于被纤维素霉作用。常用方法：氨法爆破技术（ammoniafiberexplosion,即AFEX）。优点：产生的纤维活性高,酶解所得糖浓度高,水解产物对发酵的抑制作用小,过程残留物少,设备投资成本低,操作简单。纤维素生产乙醇工艺水解工艺浓酸水解稀酸水解结晶纤维素在较低温度下可完全溶解在硫酸中，转化成含几个葡萄糖单元的低聚糖。把此溶液加水稀释并加热，经一定时间后就可把低聚糖水解为葡萄糖。溶液中的氢离子可和纤维素上的氧原子相结合，使其不稳定，易和水反应，纤维素长链即在该处断裂，同时又放出氢离子，从而实现纤维素长链的连续解聚，直到分解为葡萄糖。酶水解内切葡聚糖酶，外切葡聚糖酶和纤维素二糖酶。发酵工艺联合生物加工工艺浓酸水解图-1Arkenol公司的浓酸水解流程图稀酸水解图-2两步稀酸水解酶水解优化酶水解效率：优化预处理系统循环使用未消耗的底物和溶液中的酶以降低酶的成本间歇补充原料和添加酶，使整个过程维持较高浓度的纤维素开发具有高活性的纤维素酶开发新型水解反应器研究酶与底物相互作用以及半纤维素和木素对酶水解的影响的机理发酵纤维素酶转化率低及其酶活性不稳,是限制纤维素生产乙醇的主要环节。菌种主要有木霉属(Trichoderma)、曲霉属(As-pergillus)和青霉属(Penicillium)的菌种。另外,多种纤维素酶的混合使用,以及酶的超滤膜回收方法,也为解决里氏木霉菌形成纤维二糖能力低的问题展现了美好前景。前景展望从发展的眼光看,只有以纤维作为燃料乙醇生产的原料,依靠生物技术、基因技术等高新技术的发展,通过筛选种植高能、高产生物资源,利用我国大量的农业废弃资源和工业废弃物资源,完成由粮食生产燃料乙醇―纤维素生产燃料乙

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