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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
青稞秸稈資源加工制取燃料酒精的研究
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
為了充分發(fā)揮青藏高原地區(qū)特色農(nóng)作物青稞的資源優(yōu)勢(shì)，本論文對(duì)青稞秸稈廢棄物資源制取燃料酒精進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該論文研究方法先進(jìn)，工藝合理，技術(shù)路線可行，不僅可以充分提高青稞秸稈資源的利用率，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，延長(zhǎng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，為地方經(jīng)濟(jì)提供新的增長(zhǎng)點(diǎn)；而且還可以減少因青稞秸稈焚燒帶來(lái)的環(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境，對(duì)于推進(jìn)節(jié)能減排、綠色能源、循環(huán)發(fā)展具有十分重要的意義。
詳細(xì)介紹：
本論文為充分利用具有地方特色的青稞秸稈資源，力求設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出一套成本降低、合理有效的將青稞秸稈轉(zhuǎn)化為燃料酒精的工藝路線，以此減少因其焚燒時(shí)對(duì)環(huán)境造成的污染，降低資源消耗，變廢為寶，有效地促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的開(kāi)發(fā)前景。 實(shí)驗(yàn)中首次對(duì)青海不同地區(qū)青稞秸桿中的纖維素含量進(jìn)行了分析測(cè)定，測(cè)量結(jié)果顯示青稞秸稈是制取燃料酒精的一個(gè)很好的原料來(lái)源；在青稞秸稈制取燃料酒精的預(yù)處理工藝過(guò)程中，采用正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化選擇了高溫爆破并迅速冷卻的方法對(duì)青稞秸稈中纖維素、半纖維素進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法對(duì)青稞秸稈中纖維素的有效利用率有明顯的提高；為同步利用秸稈中木糖等五碳糖，解決五、六碳糖同時(shí)發(fā)酵成酒精的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)驗(yàn)中嘗試采用了混合同步發(fā)酵的方法，顯著地提高了反應(yīng)產(chǎn)率；另外通過(guò)采用化學(xué)和物理相結(jié)合的先進(jìn)脫水工藝，最后由青稞秸稈制取了完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的燃料酒精 。

作品專(zhuān)業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

為充分發(fā)揮本地區(qū)資源優(yōu)勢(shì)、變廢為寶、有效地降低環(huán)境污染的程度，該作品通過(guò)采用現(xiàn)代化學(xué)和生物技術(shù)的方法，研究將青藏高原特有農(nóng)作物青稞秸稈廢棄物資源再生利用加工制取燃料酒精，可以從真正意義上實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排、綠色能源、循環(huán)發(fā)展”的目的。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

目前尚無(wú)利用青稞秸稈制取燃料酒精的研究。與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)技術(shù)相比，在預(yù)處理工藝過(guò)程中采用了高溫爆破并迅速冷卻的方法對(duì)秸稈中的纖維素進(jìn)行處理，大幅度提高了對(duì)纖維素的利用率。其次，發(fā)酵液主要含五、六碳糖，為了解決五碳糖及時(shí)轉(zhuǎn)化的問(wèn)題，我們嘗試將纖維素酶、半纖維素酶和經(jīng)過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)選的酵母等混合固定在一起，可以同步利用秸稈中五碳糖，提高了反應(yīng)速率，實(shí)現(xiàn)了五、六碳糖同時(shí)發(fā)酵，使酒精產(chǎn)率提高了30%。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外能源現(xiàn)狀和形勢(shì)，緊密結(jié)合高原地區(qū)資源優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，以青稞秸稈的綜合開(kāi)發(fā)利用為目的，為青稞秸稈資源制取燃料酒精提供了可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝流程。我們力求充分利用青稞秸稈資源，變廢為寶，從而延長(zhǎng)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供新的增長(zhǎng)點(diǎn)；降低焚燒造成的污染，低碳環(huán)保，有效促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景

學(xué)術(shù)論文摘要

本論文針對(duì)可再生青稞秸桿廢棄物資源制取燃料酒精進(jìn)行研究。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)最終得出青稞秸稈制取燃料酒精的工藝流程如下：青稞秸稈經(jīng)除雜、粉碎處理后，用水浸約40min，經(jīng)預(yù)熱后加入氣爆器壓實(shí)，通入2.5MPa蒸汽，200℃下保溫8min，再將原料迅速冷卻至20-25℃，然后加入混合固化的纖維素酶、半纖維素酶、糖化酵母和酒精酵母等按一定比例拌勻，放入密封、恒溫的發(fā)酵池中發(fā)酵，經(jīng)發(fā)酵后的流出液為粗產(chǎn)品酒精，將粗產(chǎn)品進(jìn)行蒸餾、精餾，即可得到95%的乙醇，再經(jīng)采用先進(jìn)工藝對(duì)其進(jìn)行脫水就可制取含量在99.5%以上的燃料酒精。

獲獎(jiǎng)情況

2011年獲得青海民族大學(xué)第一屆大學(xué)生課外科技創(chuàng)新競(jìng)賽一等獎(jiǎng)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

［1］武秀琴，馬燦玲.玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精研究現(xiàn)狀及前景［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2008,(13):240-243 ［2］張強(qiáng)等.玉米秸稈發(fā)酵法生產(chǎn)燃料酒精研究進(jìn)展［J］.食品工業(yè)科技，2006，（10）：198-200 ［3］王乃菊，宋萍.秸稈生產(chǎn)燃料酒精的工藝研究［J］.釀酒，2007,34（6）：36-38 ［4］趙秦，劉敏.纖維素原料制備燃料酒精發(fā)酵工藝探討［J］.釀酒，2008,35（3）：50-52 ［5］陰春梅等.生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的研究進(jìn)展［J］.釀酒科技，2007，（1）：87-90 ［6］張學(xué)峰，蘭玉成.對(duì)植物秸稈酒精生產(chǎn)工藝的介紹［J］.釀酒，2002,29（4）

同類(lèi)課題研究水平概述

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)農(nóng)作物玉米及其秸稈等制取燃料酒精已有研究，其中六碳糖轉(zhuǎn)化為酒精的技術(shù)也比較成熟，但是五碳糖的轉(zhuǎn)化還處在研究階段，如何有效提高農(nóng)作物秸稈制取酒精的轉(zhuǎn)化效率仍有許多問(wèn)題需要解決。為此，隨著能源危機(jī)問(wèn)題的日益凸顯，為了充分發(fā)揮本地區(qū)資源優(yōu)勢(shì)，我們研究小組首次選擇利用青藏高原地區(qū)具有特色的農(nóng)作物青稞秸桿資源進(jìn)行制取燃料酒精的研究。據(jù)查閱國(guó)內(nèi)外參考文獻(xiàn)得知，目前有關(guān)這方面的研究尚屬空白。 實(shí)驗(yàn)中我們首次對(duì)青海不同地區(qū)青稞秸桿中的纖維素含量進(jìn)行了分析測(cè)定，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)和正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化選擇確定了青稞秸稈的預(yù)處理方法，解決了由于木質(zhì)纖維素的組成成分復(fù)雜、穩(wěn)定，其生物降解難于迅速進(jìn)行的問(wèn)題，從而有效地提高了青稞秸稈的利用率。 同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中研究嘗試采用混合同步發(fā)酵的方法，同步利用秸稈中木糖等五碳糖，以此解決五、六碳糖同時(shí)發(fā)酵成酒精的關(guān)鍵技術(shù)，顯著地提高了整個(gè)工藝過(guò)程的反應(yīng)產(chǎn)率。另外，實(shí)驗(yàn)中采用化學(xué)和物理相結(jié)合的方法進(jìn)行生產(chǎn)酒精的脫水，最終使制取的燃料酒精完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
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