植物秸秆碱处理与降解转化关系的研究(2)

菜单

3.1.2 纤维素、半纤维素、木质素测定 14

3.2 NaOH 预处理降解转化效率 16

3.2.1 NaOH 浓度梯度预实验 16

3.2.2 芒草降解转化效率 17

3.2.3 水稻降解转化效率 21

3.2.4 水稻、芒草碱处理酶解平均产糖效率对比 25

总结 27

参考文献 28

致谢 31

1 绪论

当前，煤油和天然气等化石资源成为人类重要能源，其储量有限，不可再生，同时焚烧后释放有害气体严重危害生态环境，传统的化石能源不是人类所能长期依靠的理想能源。生物质能是由植物光合作用固定于植物体内的太阳能，与传统的化石燃料相比，生物质能的有丰富的储量，可以再生，而且利用它不会引发环境的污染，正在成为可替代、可持续的能源之一。生物质能源作为一种清洁可再生能源，拥有十分广阔的远景，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的危机的重要途径。

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，主要包括淀粉、脂肪、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[1]。

目前，生物能源的发展，研究者提出了能源植物的概念，通常是指能高效利用太阳能合成生物质，分布面积广，不会污染环境，使用安全，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，提出芒草可以成为最有潜力的能源作物之一[2]。

芒草为多年生禾本科C4植物[3]，根据大量研究，C4植物的光合同化作用能力约为350 kg/（hm2·年），大于C3 植物的200 kg/（hm2·年）[4]。芒草适应性强、根系能有效地吸取养料，在全世界都有广泛分布，生物产量高，且灰分低，因而被认为最符合能源生产的要求。源'自:751`!论~文'网www.751com.cn

水稻是人类重要的粮食作物，全世界每年仅水稻秸秆就产生约7.31 ×1014 吨，其中亚洲的产量占90%[5]，如果能合理利用这些废弃资源，将会是人类重要的资源宝库。目前，大量的农作物秸秆仍然被当做农业废弃物，没有很好的利用，绝大部分简单的燃烧、还田，有效利用率很低，因此研究利用农业秸秆生产燃料乙醇在内的生物能源，既可以解决能源问题，又可以实现农业废弃物的资源化，实现资源、能源、环境、经济等多重效益，是目前发展生物质能的重要内容。

1.1.2 生物质能源的发展现状

人类对生物质能的利用最初主要是燃烧秸秆获得热量，是最简单低效的方式。世界各国都意识到开发可替代石油的新型燃料的重要性，相继开始了对新能源的探索和开发，并都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主要有两种方式，一是以巴西为代表的甘蔗转化生物乙醇，二是以美国为代表的玉米淀粉为材料进行转化，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，以木质纤维素为原料的第二代生物乙醇是各国研究的热点。