生物转化食用菌菌糠为燃料乙醇现存问题及研究前景

2018年第7期113生态产业
vx545hd1.研究前景及现状
乙醇可以被自然界的植物、动物在生理上所接收,其燃烧产物C02又能在自然界中进行碳 循环,其生产及消耗是一个清洁、无污染的循环过。因此,乙醇作为一种 可再生的清洁能源成为化石能源的首选替代品。传统的乙醇生产以糖蜜、淀粉等粮食作物和经济作物为原料,经发酵、蒸 馏制备的乙醇进一步脱水再经过不同形式的变性处理后成为燃料乙醇。但是,人口的增长、能源需求的增加及随之而来的粮食危机,使人们转向研究以自然 界含量最多的可再生原料(纤维素类生物质)生产燃料乙醇。而生物技术的发 展为此提供了技术平台,也为人类提供了永不枯竭的生物能源。而在食用菌栽培过程中,通过食用菌菌体的生物固氮作用、酶解作用等一系列生物转化过程,原料中粗蛋白质、粗脂肪含量均比发酵前提高2倍以上,纤维素、半纤维素、木质素等均已被不同程度地降解,同时还产生了多种糖类、有机酸类和生物活性物质。食用菌菌糠中木质纤维素是自然界上丰富、廉价的可再生资源。每年地球上通过光合作用可产生大于l千亿吨的植物干物质,其中纤维素和半纤维素总量达一半以上。而每年用于工业过程或者燃烧的纤维素类物质仅占其中的2%左右,还有大部分未被利用合理化地利用木质纤维资源,对人类社会的可持续发展具有 重大的意义。因此,纤维素的综合利用、纤维素酶及木质纤维素转化为乙醇是近年来国际科学家研究的热点之一。
2.现存问题及研究前景
2.1现存问题
由于木质纤维素的复杂结构以及纤维素的结晶度、木质素含量等底物特性以及预处理液浓度、温度、预处理时间、固液比等预处理条件都会对预处理的效果产生明显影响,所以对于提高预处理的效果需要进行更深一步的研究。在酶水解和发酵过程中所存在的问题是,纤维素酶的成产成本高、酶活力低、纤维素的酶水解效率低、酶用量大,发酵过程对半纤维素的有效利用不够等,以及原料分散,季节性强,难以收集、运输、增加成本、原料需要进行复杂的预处理、纤维素酶的生产效率低,成本较高、需要构建能高效利用五碳糖和六碳糖的菌种都是限制食用菌菌糠大规模,工业化转化生产燃料乙醇的因素。
高效率的预处理工艺是食用菌菌糠的降解转化乙醇的核心关键技术之一。研究表明,稀酸、汽爆、水热、氨法等多种预处理技术都能使纤维素和半纤维素的水解转化率达到80%以上。高效水解转化率、较少产生发酵抑制物和污染物这将需要新的生物技术来解决提高效率的。食用菌栽培过程中对食用菌菌糠有效预处理将是未来对食用菌菌糠木质纤维素有效利用的一个关键技术。
预处理混合液中大量的抑制物的存在对后续的酶解起到了一定的阻碍作用,如何在不增加酶用量的情况下获得满意的糖解率也需进一步研究。速度云
2.2研究前景
目前,循环经济是一种以资源高效利用为核心,以低消耗、低排放和高效率为基本特征的可持续道路,我国坚持走可持续发展的路线,就要实现资源的有效且高效利用和经济与生态的可持续发展。近年来,食用菌产业蓬勃发展,全球食用菌总产量每年逐步上升,但相关副产物资源却未得到高效利用。食用菌菌糠若处理不当易引起许多负效应,如资源浪费、环境污染等。目前,通过研究发现菌糠可以广泛应用于养殖业、生物农业、燃料能源与生物基料等很多方面。为了契合建设可持续发展的社会战略方针,需提升农业废弃物的再利用价值,建立可持续发展的产业技术,完善建立菌糠产业链。使食用菌菌糠能够得到更加有效的利用,缓解能源危机的同时解决废弃菌糠的资源回收以及环境污染问题。
然而菌糠再利用过程中存在的限制因素也应该引起关注。如菌糠的无机盐成分造成的土壤盐渍化,菌糠的残留农药造成的二次污染,以及施用和运输成本等。通过建立完善的检测体系,完善菌糠的产业链来解决菌糠高效利用中存在的问题。同时,菌糠利用是一种可持续发展产业,应该得到政府在政策和经济上的支持。忏悔录2013
参考文献:
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[2]樊 超,邱忠平,华建军.农业废弃物发酵生产乙醇研
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[3]CARDONA C A,QUINTERO J A,PAZ I
C.Production of bioethanol fromsugarcane bagasse:status
and perspectives[J].Bioresource Technology,2009
生物转化食用菌菌糠为燃料乙醇
童年的发现教案
间岛问题现存问题及研究前景
刘 鑫
(河南师范大学生命科学学院,河南 新乡 453007)
摘 要:为缓解能源危机以及废弃菌糠的资源浪费以及污染环境等问题,前人进行了利用食用菌菌糠生物转化发酵生产燃料乙醇的研究,但是进行工业化大规模生产依然存在问题。本文就生物转化食用菌菌糠为燃料乙醇现存问题及研究前景进行阐述,为后人研究打下基础。
关键词:乙醇;食用菌菌糠
文章编号:ISSN2096-0743/2018-07-0113夜圣
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