3.2 NaOH 预处理降解转化效率 17

3.2.1 NaOH  预处理效率 17

3.2.2 NaOH  预处理酶解效率 18

3.2.3 NaOH  预处理降解转化效率 21

结 论 23

参考文献 24

致 谢 26

1  绪论

能源是国民经济和社会经济发展以及人们日常生活不可缺少的物质基础，当代人类文 明的发展模式是建立在以化石燃料利用为核心的工业化基础上的［1］。目前，煤、石油和天 然气等化石资源已经成为了人类的重要能源，其储量有限，不可再生，同时焚烧后释放的 有害气体严重危害生态环境。故传统的化石能源不是人类所能长期依靠的理想能源。生物 质能是指利用生物可再生原料和太阳能生产的清洁和可持续利用的能源，包括燃料酒精、 生物柴油、生物制氢、生物质气化及液化燃料等。因此，大力发展生物质能源，实现生物 质资源的生物乙醇转化，将是解决人类能源危机的重要途径。

1.1  生物质能

1.1.1 生物质概述

生物质储存的能源是绿色生物将太阳能转变为化学能并储存于生物体内的能量，主 要包括脂肪、淀粉、半纤维素和纤维素等。每年，绿色植物利用光合作用储存的能量相 当于人类能源消耗的 5-10 倍，如果能够合理利用各种技术手段，实现生物质资源能 源化，那么生物质能将是人类用之不竭的资源宝库[2]。

目前，有关于生物能源的发展状况，研究者提出了自己的见解——能源植物。何 为能源植物呢？通常是指能高效利用太阳能合成生物质，分布面积广，使用安全，不会污 染环境，易于普及推广且较易制取生物能源的植物。世界各个国家对20余种植物进行了研 究，提出小麦秸秆可以成为最有潜力的能源作物之一[3]。

全世界小麦秸秆年产量为4亿多吨,我国是农业大国,小麦秸秆资源十分丰富,年产量达1 亿吨,是巨大的可再生资源。小麦秸秆的主要结构成分是纤维素,约占小麦秸秆干重的40%, 为多糖聚合物,利用纤维素酶可将小麦秸秆纤维素资源转化成葡萄糖,进一步用来生产燃料 乙醇,把数量如此巨大的小麦秸秆纤维素转化为燃料乙醇对于解决我国能源问题具有十分 重要的意义。

1.1.2  生物质能源的发展现状论文网

人类最初对生物质能的利用，主要依靠是燃烧秸秆获得热量，这是最低效简单的方式。 世界各国普遍意识到开发可替代石油等新型燃料的重要性，相继开始了对新能源的探索和 开发，并将生物乙醇作为石油的主要替代品。目前，规模化生物乙醇的生产方式主要有两 种，一是以美国为代表的玉米淀粉为材料进行转化生物乙醇，二是以巴西为代表的甘蔗转 化，目前两种方式都取得了很好的进展。但是，与人争粮、与粮争地的弊端使这两种方式

很难大规模、长期地发展。近十几年来，由木质纤维素生物转化成的燃料乙醇越来越引起 世界各国的关注。

目前，世界各国研究利用木质纤维素发酵生产乙醇的科研机构都围绕着预处理工艺、 水解工艺、发酵工艺这三大技术关键进行攻关。针对上述每一个技术，研究者们都做了大 量的探究，包括不同预处理方法地探索，毒副产物的抑制作用，纤维素酶活性的提高，乙 醇高耐受发酵微生物的筛选，各种催化剂和各种发酵方式等相关领域都做了大量的探索[4]， 但是，目前纤维乙醇的转化效率依然较低，这主要是因为植物的细胞壁中多种物质之间复 合链接，形成了极为复杂的结构，使细胞壁具有抵抗酶及微生物降解的特性，研究者将其 称为称为生物质抗降解屏障[5]。