木质纤维原料预处理技术的研究进展.doc

木质纤维原料预处理技术的研究现状

摘要:木质纤维原料作为一种可转化为液体燃料的可再生资源,其转化利用已成为必然趋势,而木质纤维原料的预处理是利用木质生物资源生产乙醇的一个重要环节。文章阐述了木质纤维原料的常用预处理技术,并对其发展前景作了展望。
关键词:木质纤维;预处理;进展
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:
Research status of lignocellulose Pretreatment Technology
Wang Lianjie ,Chen Jianhua
(Department of life science and Engineering, ShaanXi university of science and technology ,Xianyang 712081,China )
Abstract:Lignocellulosic materials as one of the most abundant reproducible resources and its using is ing an necessity trend. The pretreatment technology is the key process in the lignocelluloses transformation. This review discusses many ways of pretreatment and forecasts its prospect.
Key words:lignocelluloses; pretreatment; research status
作为世界经济支柱的石油资源预计在数十年左右将会枯竭,因此,石油替代品的开发研究迫在眉睫。目前有很多国家在研究以木质生物资源为原料用生物转化法制备燃料乙醇,以替代或部分替代储量有限的石油。
木质生物资源的主要成分是纤维素、半纤维素和木素。其中,纤维素、半纤维素是可发酵糖的来源,含量占66%~75%(纤维质原料的绝干重量)[1]。由己糖通过酿酒酵母发酵生成乙醇是很成熟的工艺,当采用纤维素酶水解木质生物资源制造乙醇时,纤维素酶必须接触吸附到纤维素底物上才能使反应进行,因此,纤维素对纤维素酶的可及性是决定水解速度的关键因素。木素的存在阻碍了纤维素对酶的可及性,且纤维素的结晶结构以及木质生物资源的表面状态、木质生物资源的多组分结构、木素对纤维素的保护作用以及纤维素被半纤维素覆盖等结构与化学成分的因素致使木质生物资源难以水解。木质生物资源随着种类的不同,结构与化学成分存在差异,对酶的可及性也有所差异。总的来讲,未经预处理的天然状态的木质生物资源的酶解率小于20%,而经预处理后的水解率可达理论值的90%以上。预处理方法的选择主要从提高效率,降低成本,缩短处理时间和简化工序等方面考虑。理想的预处理应能满足下列要求:产生活性较高的纤维,其中戊糖较少降解;反应产物对发酵无明显抑制作用;设备尺寸不宜过大,成本较低;固体残余物较少,容易纯化;分离出的木素和半纤维素纯度较高,可以制备相应的其他化学品,实现生物质的全利用。
目前,木质纤维原料预处理的方法主要有物理法,化学法,物理化学法,生物法等。
1 物理方法
常用的物理方法有剪切和研磨,高温液态法,高温分解,