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沼氣
沼氣的生產(chǎn)和使用是*早的通過生物轉(zhuǎn)化提供能量的過程。 沼氣,主要成分甲烷(CH4) 是由甲
沼氣
烷產(chǎn)氣菌在厭氧條件下將有機物分解轉(zhuǎn)化而成。 甲烷產(chǎn)生菌由于其細胞中不含觸酶和過氧化歧化酶,所以它是嚴格的厭氧細菌 — — — 氧對其有致死作用。 另外,它們對碳 - 能源的類型有特殊的要求,可利用的基質(zhì)分為三類:
(1) 含有 1~6 個炭原子的短鏈脂肪酸;
(2)含 1~5 個碳原子的正或異醇類;
(3) 三種氣體:H2 、CO和 CO2 。
由于這種特殊的底物要求給甲烷的大規(guī)模生產(chǎn)提出了技術(shù)和經(jīng)濟上的問題。
乙醇
乙醇是*重要的醇類燃料。 乙醇作為能源具有諸多優(yōu)良的特性 ,如發(fā)酵底物范圍廣 ,幾乎包括各種
乙醇
原始生物材料;優(yōu)良的燃燒特性;燃料無殘滯和高的辛烷比;有益于環(huán)境的無污染燃料 ,特別是無鉛、CO2、CO、SO2、粒子和其它碳氫化合物;可以直接與石油天然氣混合 (*優(yōu)條件下 ,乙醇占 20 %~30 %) 作為內(nèi)燃機的液體燃料,從而改良燃料性能 ,減少三廢的排放。
乙醇的發(fā)酵過程與釀酒過程非常相似 ,一般涉及以下 4 個步驟:
(1) 制醇植物的生長、收割和運輸;
(2) 預(yù)處理 ,將原始的生物材料轉(zhuǎn)化為適合發(fā)酵過程的底物;
(3) 發(fā)酵過程將底物轉(zhuǎn)化為乙醇 ,并分離提取;
(4) 發(fā)酵廢渣的處理 ,以減少污染和回收副產(chǎn)物。
可用作乙醇發(fā)酵的原料 ,范圍很廣。 *近利用木質(zhì)纖維素作為碳源和發(fā)酵系統(tǒng)成為了研究的熱點[7 ] 。木質(zhì)纖維素是自然界中廣泛存在價格低廉的可再生自然資源 ,它的主要成分是聚多糖 (主要為纖維素和半纖維素) 和木質(zhì)素。 可以用作制醇原料的是聚多糖,但必須先通過酸和酶水解等前處理手段將
乙醇發(fā)酵
其轉(zhuǎn)化成糖才能直接被細胞利用。 而該過程是降低醇制造工業(yè)成本的關(guān)鍵步驟。木質(zhì)素不能被生物轉(zhuǎn)化為乙醇 ,但它同其他發(fā)酵廢渣可以作為鍋爐燃料或用作生物化肥。