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13 有机废弃物的资源化——能源、材料、蛋白.ppt

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第13讲有机废弃物的资源化:能源、材料、蛋白
1 有机废弃物生产乙醇
乙醇作为燃料的优点:
产能效率高;
不产生CO,污染低;
可发酵生产,成本低。
乙醇发酵的传统原料可选用蔗糖或淀粉,发酵微生物主要是酵母菌。
催化反应的酶是蔗糖水解酶(胞外酶)和酒化酶(胞内酶)。
目前研究集中在纤维素生物质(农林废弃物和城市固体垃圾)发酵产乙醇。
世界生物乙醇产量的变化趋势
微生物发酵生产乙醇的原料
纤维素生物质转化生产乙醇
预处理:去除木质素、溶解半纤维素或破坏纤维素的晶体结构,以利于水解。
用纤维素酶和半纤维素酶水解糖化,生成可发酵的糖类。
糖发酵生产乙醇。
木质纤维的组成及其利用
主要称为包括纤维素、半纤维素和木质素。
几种纤维素生物质的主要组成
木质素
木质素是由苯丙烷亚基组成的不规则的近似球状的多聚体,是不可溶的高分子,没有任何规则的重复单元或易被水解的键。
可在纤维素周围形成保护层,影响纤维素水解。
目前还无法实现木质素的有效降解。
水解后的木质素残渣可用于燃料。
木质素的结构
半纤维素
半纤维素是由五碳糖和六碳糖组成的短链异源多聚体;
聚合度低,所含糖单元数在60~200,无晶体结构,较易水解;
水解产物包括两种五碳糖(木糖和阿拉伯糖)和三种六碳糖(葡萄糖、半乳糖和甘露糖);
一般酵母可发酵六碳糖但不能发酵五碳糖。

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