高固含量木质纤维同步糖化与发酵反应器内流体力学特性研究(2)
3.2 氧传递系数测定 14
3.3 混合时间测定 14
4 实验结果与分析 15
4.1气含率 15
4.1.1通气量与气含率关系 16
4.1.2转速与气含率关系 18
4.1.3粘度与气含率关系 19
4.2 气液体系中氧传递系数 19
4.2.1通气量与氧传质系数关系 21
4.2.2 粘度与氧传质系数关系 21
4.2.3 转速与氧传质系数关系 22
4.3混合时间 22
4.3.1 通气量对混合时间影响 24
4.3.2 转速对混合时间影响 25
4.3.3 粘度对混合时间影响 25
5 结论 26
致 谢 27
参考文献 28
1 毕业论文引言
1.1 研究背景
随着世界人口的增加和各国工业化程度的提高， 能源的消耗也在稳步增加。 石油是满足能源需求的主要资源，但是石油资源是有限的，科学家们预测 2050 年原油的生产将由现在的每年250亿桶下降到50亿桶，所以开发新的可替代能源引起科学家们广泛的兴趣。乙醇是一种可以通过糖发酵获得的可再生能源。在美国，乙醇已经被广泛地作为特殊的石油替代品。从20世纪80年代开始，用玉米生产的燃料乙醇就被作为酒精－汽油混合燃料或者氧化燃料来使用。这些气体燃料中包含乙醇的体积量高达 10%。使用乙醇混合燃料不但可以减少汽油的用量，还可以减少温室气体的排放。
然而使用玉米生产的乙醇燃料比石化燃料成本高， 因为玉米既要提供食品和饲料、 又要用于大量地生产乙醇，这是不可行的，毕竟土地资源是有限的。废弃木质纤文原料比如农林废弃物、草、锯末和木片等是潜在的生产乙醇的可再生性资源［1］。
木质纤文素是自然界中最丰富最廉价的可再生资源，主要由纤文素、半纤文素和木质素组成，这些物质是陆生植物细胞壁的主要组分［2］，约占植物组织平均干重的35%～50%［3］。有资料表明，全世界每年通过光合作用产生的纤文素类物质高达1550亿t，其中89%尚未被人类利用［4］。含大量纤文素的秸秆植物腐质物以及城市的生活垃圾主要通过焚烧和掩埋处理，不仅污染环境而且浪费大量资源 利用纤文素资源生产生物乙醇，被认为是解决能源危机的最为理想的办法之一［5］。
木质纤文主要由纤文素(约占1/3一1/2)、半纤文素(约占1/ 4一1/3)和木质素(约占1/5一1/ 4 )组成。纤文素和半纤文素经过糖化(如酸、碱或酶降解)和发酵转化为乙醇,而木质素的降解物不含可发酵糖,只能通过燃烧供热(或发 电 )或化学转化为燃料添 加剂(或其它生物制品或工业原料)加以综合利用.
1 木质纤文素原料的利用
乙醇是生物质液体能源物质的主要形式，也是化石燃料最可能的替代品。现今主要利用淀粉类和糖类进行发酵生产乙醇，为了降低发酵生产乙醇的成本，人们把目光投向木质纤文素材料。它成本低廉来源广泛，不仅包括秸秆等农业废弃物，还包括城市固体废弃物办公废纸杂草锯末等［6］，以及市政废水中的固体部分［7］。理论上1t 天然木质纤文素( 干重) 最多可转化成450L乙醇［8］。
木质纤文生物转化乙醇,简单地说,是将植物(树木)光合作用生长的木质纤文原料酶解糖化和微生物发酵转化为乙醇燃料,然后经燃烧(氧化)所释放的C02通过光合作用重新 还原成生物质能的永续循环过程。
图2 生物乙醇生产循环