基本信息
- 项目名称：
- 青稞秸秆资源加工制取燃料酒精的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 为了充分发挥青藏高原地区特色农作物青稞的资源优势，本论文对青稞秸秆废弃物资源制取燃料酒精进行了研究。实验结果表明：该论文研究方法先进，工艺合理，技术路线可行，不仅可以充分提高青稞秸秆资源的利用率，发展循环经济，延长工业产业链，为地方经济提供新的增长点；而且还可以减少因青稞秸秆焚烧带来的环境污染，保护环境，对于推进节能减排、绿色能源、循环发展具有十分重要的意义。
- 详细介绍：
- 本论文为充分利用具有地方特色的青稞秸秆资源，力求设计开发出一套成本降低、合理有效的将青稞秸秆转化为燃料酒精的工艺路线，以此减少因其焚烧时对环境造成的污染，降低资源消耗，变废为宝，有效地促进当地生态农业建设和经济的可持续发展，具有十分重要的现实意义和广阔的开发前景。 实验中首次对青海不同地区青稞秸杆中的纤维素含量进行了分析测定，测量结果显示青稞秸秆是制取燃料酒精的一个很好的原料来源；在青稞秸秆制取燃料酒精的预处理工艺过程中，采用正交实验法优化选择了高温爆破并迅速冷却的方法对青稞秸秆中纤维素、半纤维素进行处理，实验结果表明，该方法对青稞秸秆中纤维素的有效利用率有明显的提高；为同步利用秸秆中木糖等五碳糖，解决五、六碳糖同时发酵成酒精的关键技术，实验中尝试采用了混合同步发酵的方法，显著地提高了反应产率；另外通过采用化学和物理相结合的先进脱水工艺，最后由青稞秸秆制取了完全符合国家标准的燃料酒精 。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 为充分发挥本地区资源优势、变废为宝、有效地降低环境污染的程度，该作品通过采用现代化学和生物技术的方法，研究将青藏高原特有农作物青稞秸秆废弃物资源再生利用加工制取燃料酒精，可以从真正意义上实现“节能减排、绿色能源、循环发展”的目的。
科学性、先进性及独特之处
- 目前尚无利用青稞秸秆制取燃料酒精的研究。与国内外现有实验技术相比，在预处理工艺过程中采用了高温爆破并迅速冷却的方法对秸秆中的纤维素进行处理，大幅度提高了对纤维素的利用率。其次，发酵液主要含五、六碳糖，为了解决五碳糖及时转化的问题，我们尝试将纤维素酶、半纤维素酶和经过正交试验优选的酵母等混合固定在一起，可以同步利用秸秆中五碳糖，提高了反应速率，实现了五、六碳糖同时发酵，使酒精产率提高了30%。
应用价值和现实意义
- 根据当前国内外能源现状和形势，紧密结合高原地区资源优势和经济发展需要，以青稞秸秆的综合开发利用为目的，为青稞秸秆资源制取燃料酒精提供了可靠的实验数据和先进的生产工艺流程。我们力求充分利用青稞秸秆资源，变废为宝，从而延长企业生产的产业链，发展循环经济，为地方经济发展提供新的增长点；降低焚烧造成的污染，低碳环保，有效促进当地生态农业建设和经济的可持续发展，具有十分重要的现实意义和广阔的开发应用前景
学术论文摘要
- 本论文针对可再生青稞秸杆废弃物资源制取燃料酒精进行研究。经过试验最终得出青稞秸秆制取燃料酒精的工艺流程如下：青稞秸秆经除杂、粉碎处理后，用水浸约40min，经预热后加入气爆器压实，通入2.5MPa蒸汽，200℃下保温8min，再将原料迅速冷却至20-25℃，然后加入混合固化的纤维素酶、半纤维素酶、糖化酵母和酒精酵母等按一定比例拌匀，放入密封、恒温的发酵池中发酵，经发酵后的流出液为粗产品酒精，将粗产品进行蒸馏、精馏，即可得到95%的乙醇，再经采用先进工艺对其进行脱水就可制取含量在99.5%以上的燃料酒精。
获奖情况
- 2011年获得青海民族大学第一届大学生课外科技创新竞赛一等奖
鉴定结果
- 无
参考文献
- ［1］武秀琴，马灿玲.玉米秸秆发酵生产燃料酒精研究现状及前景［J］.现代农业科技,2008,(13):240-243 ［2］张强等.玉米秸秆发酵法生产燃料酒精研究进展［J］.食品工业科技，2006，（10）：198-200 ［3］王乃菊，宋萍.秸秆生产燃料酒精的工艺研究［J］.酿酒，2007,34（6）：36-38 ［4］赵秦，刘敏.纤维素原料制备燃料酒精发酵工艺探讨［J］.酿酒，2008,35（3）：50-52 ［5］阴春梅等.生物质发酵生产乙醇的研究进展［J］.酿酒科技，2007，（1）：87-90 ［6］张学峰，兰玉成.对植物秸秆酒精生产工艺的介绍［J］.酿酒，2002,29（4）
同类课题研究水平概述
- 目前，国内外对农作物玉米及其秸秆等制取燃料酒精已有研究，其中六碳糖转化为酒精的技术也比较成熟，但是五碳糖的转化还处在研究阶段，如何有效提高农作物秸秆制取酒精的转化效率仍有许多问题需要解决。为此，随着能源危机问题的日益凸显，为了充分发挥本地区资源优势，我们研究小组首次选择利用青藏高原地区具有特色的农作物青稞秸杆资源进行制取燃料酒精的研究。据查阅国内外参考文献得知，目前有关这方面的研究尚属空白。 实验中我们首次对青海不同地区青稞秸杆中的纤维素含量进行了分析测定，根据实验测定数据和正交实验优化选择确定了青稞秸秆的预处理方法，解决了由于木质纤维素的组成成分复杂、稳定，其生物降解难于迅速进行的问题，从而有效地提高了青稞秸秆的利用率。 同时，实验中研究尝试采用混合同步发酵的方法，同步利用秸秆中木糖等五碳糖，以此解决五、六碳糖同时发酵成酒精的关键技术，显著地提高了整个工艺过程的反应产率。另外，实验中采用化学和物理相结合的方法进行生产酒精的脱水，最终使制取的燃料酒精完全符合国家标准要求。
