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物理法和化学法存在对环境造成什么影响

来源:生物质颗粒燃料厂家中腾燃料发布时间:2019-12-07 10:18人气:

物理法和化学法存在对环境造成“二次污染”、处理成本和运行费用较高等问题,有些 还存在材料的选择等诸多限制。相比之下,生物法是利用微生物对木质纤维素进行预处理, 将其转化为易于水解的产品,不涉及化学药品的使用,整个过程是环境友好的,所以生物预 处理方法很受青睐。
生物法是利用真菌、基因工程菌等酶解物料中的木质素,除去木质素以解除其对纤维素 的包裹作用,从而提高糖化效率的过程。酶类包括多酚氧化酶、漆酶、过氧化氢生成酶、丙 酮还原酶等。常用的真菌包括软腐菌、褐腐菌和白腐菌,其中只有白腐菌能高效地分解木质 素。白腐菌是自然界中最主要的木质素降解菌,其分泌的木质素过氧化物酶、镒过氧化物 酶、漆酶等胞外氧化酶可彻底有效地将木质素降解为水和二氧化碳。目前已知的白腐菌中, Phanerochaete chrysosporium的生长速率快,并且对木质素的降解能力强,因此对木质纤 维素的预处理效果最好。然而白腐菌在分解木质素的同时也消耗部分半纤维素和纤维素,因 此需要釆用基因工程技术对白腐菌进行改造,选育出能高产木质素氧化酶而不产纤维素酶和 半纤维素酶的菌种。Shi等研究了不同培养条件下,白腐菌P. chrysosporium对棉花秆 (cotton stalk)中的纤维预处理效果,在液体培养和固态培养条件下,木质素的降解效率分 别达到19. 38%和35.53%。
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生物法预处理过程中,原料的颗粒尺寸和含水量、预处理时间及温度对木质素的降解剂 酶解的效率有很大的影响。Wan和Li选取Ceriporiopsis subvermis pora对玉米秸(corn stover)进行预处理生产乙醇,探讨了不同因素对预处理效果的影响。研究结果表明,经18 天的预处理,木质素的降解达到31.59%,同时能保留94%的纤维素;在温度为28°C、水 汽含量为75%、颗粒尺寸为5mm条件下,葡萄糖的产率最高能达到66.61%。另外,微生 物种类同样对各种生物质的预处理具有重大影响。Patel等研究比较了不同真菌种类对不同 生物质生产生物乙醇的效果,其中Aspergillus niger和Aspergillus 对稻壳、小麦秸秆生产乙醇的效果最好;而Aspergillus awamori和Pleurotus sajor-caju分别对稻壳和 甘蔗渣生产乙醇的效果最好。
生物法的缺点是目前存在的具有降解能力的微生物种类少,木质素分解酶类的酶活力 低,处理时间比较长,不适合快速生产过程。优点是在常温常压和近于中性pH值的条件下 进行,条件温和、能耗低、无污染、可再生,适宜农业纤维素原料的饲料化处理。

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