由于多年來的能源消費結(jié)構(gòu)不合理，能源危機日益加劇，生物質(zhì)能源的開發(fā)利用已成為當(dāng)今國內(nèi)外的研究熱點目前，世界各國積極展開對新能源，特別是可再生生物能源的研究 近年來，利用木質(zhì)纖維素來生產(chǎn)燃料乙醇的研究與開發(fā)最引人注目與糧食作物為原料生產(chǎn)燃料乙醇相比，木質(zhì)纖維素如稻草麥來源廣， 木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇主要步驟是預(yù)處理水解發(fā)酵和產(chǎn)品分離與提純其中預(yù)處理是纖維素轉(zhuǎn)化為燃料乙醇的關(guān)鍵技術(shù)，是提高物料的可及性，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本的最佳突破口。
木質(zhì)纖維素的組成和結(jié)構(gòu)對纖維素水解的影響木質(zhì)纖維素是一種由不同種類碳水化合物結(jié)合而成的復(fù)雜聯(lián)合體，其主要成分是木質(zhì)素 纖維素和半纖維素 纖維素是 葡萄糖以 糖苷鍵結(jié)合起來的鏈狀高分子化合物，纖維素分子鏈牢牢連在一起，形成高結(jié)晶結(jié)構(gòu)，不溶于水，并且具有抗解聚能力；半纖維素是由幾種不同類型的單糖構(gòu)成的異質(zhì)多聚體，這些糖是五碳糖和六碳糖 ，包括木糖阿拉伯糖甘露糖和半乳糖等木質(zhì)素是由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過碳碳鍵連接而成的三維空間高分子化合物，在酸性條件下難以水解 ，且在纖維素周圍形成保護層，影響纖維素水解半纖維素和纖維素微纖維間以氫鍵聯(lián)接，形成的空間結(jié)構(gòu)是植物細胞壁的主體框架，而木質(zhì)素內(nèi)部除了有強大的氫鍵連接外，還與半纖維素通過共價鍵形成穩(wěn)定的木質(zhì)素碳水化合物復(fù)合體由于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征，木質(zhì)纖維素的纖維素酶解率很低（小于20% ）影響木質(zhì)纖維素水解的因素主要是纖維素的結(jié)晶度有效表面積木質(zhì)素對纖維素的保護作用物料特性和半纖維素對纖維素的包覆故在進行預(yù)處理時應(yīng)排除這些影響水解的因素，才能有效提高水解率。
預(yù)處理的目的
從對木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)影響角度來說，降低纖維素結(jié)晶度，改變及去除木質(zhì)素，增加纖維素的可及表面積，這樣可以達到提高纖維素酶解和轉(zhuǎn)化效率的目的從經(jīng)濟角度來說，有效的預(yù)處理應(yīng)當(dāng)避免 減小物料顆粒尺寸，限制發(fā)酵抑制物的形成 ，減少纖維素酶量，降低能量需求和成本投入等評判預(yù)處理的標(biāo)準(zhǔn)除了上述因素外，還有其他的標(biāo)準(zhǔn)，如降低預(yù)處理成本 提高木質(zhì)素副產(chǎn)品的利用率等 同時，預(yù)處理效果還需權(quán)衡其對后續(xù)工藝的影響
預(yù)處理方法
物理法
高能輻射 高能輻射處理木質(zhì)纖維原料提高轉(zhuǎn)化效率的作用機理有2 個方面，一是使纖維素解聚，二是使纖維素的結(jié)構(gòu)松散，晶體結(jié)構(gòu)改變 ，活性增加，可及度提高。
棉纖維素經(jīng)60co-y 射線和高能電子輻射后，無定形區(qū)表面的部分共價鍵斷裂形成自由基，自由基引發(fā)纖維素發(fā)生降解反應(yīng) 哈益明研究發(fā)現(xiàn)纖維素粘度 聚合度隨著輻射劑量的增加而迅速降低，當(dāng)劑量大于10KGY 時，粘度的下降趨于平緩，并且纖維素大分子鏈斷裂增加陳靜萍等研究發(fā)現(xiàn)，通過60co-y 射線輻射處理稻草秸稈，其表面結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，稻草秸稈表面的蠟質(zhì) 硅晶體隨著輻照劑量的增大破損程度增大，可消除蠟質(zhì) 硅晶體對稻草纖維束的保護作用；提高可溶性還原糖和總糖的含量；之后與纖維素酶協(xié)同處理稻草秸稈，纖維素轉(zhuǎn)化率提高到88.7% ，可溶性還原糖為21.44% ，可溶性總糖75.85%.
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