A. 秸稈處理方法有哪些
秸稈通過粉碎用秸稈顆粒機可以做出顆粒燃料；也可以通過棒機做出燃料棒，還可以碳化成碳，也可以加入農家肥製作有機肥。供你參考。
B. 玉米秸稈深加工項目
我國農村秸稈尤其是玉米秸稈產量十分巨大。利用農產品廢棄玉米秸稈進行簡單加工及深加工可以提高玉米秸稈的綜合利用技術水平，現在這類新技術、新方法有很多。我首先對玉米秸稈兩種簡單加工方法，即畜禽飼喂揉絲新技術，溫室無土育苗基質製作新技術，進行了簡要的概述。然後又對利用玉米秸稈進行深加工的四項新技術進行了介紹：
1、秸稈氣化及氣化發電新技術。
2、製作全降解餐具及全降解包裝袋新技術。
3、畜禽生物秸稈顆粒飼料加工新技術。
4、皮穰分離造紙、人造板、飼料、木糖生產新技術。通過這些新技術達到最少的投入最大的產出，實現資源效益的最大化，促進農民增收致富，促進農業盡快實現集約化、產業化、工業化。
我國目前秸稈總產量近6億噸。利用率僅約為33%，經過簡單加工和深加工處理利用的占原始總量不足1%。尤其是我國中部地區河南、河北、山東、山西等小麥玉米輪作地區種小麥時,玉米秸稈就地焚燒黑煙滾滾遮天蔽日,造成嚴重的環境污染和資源浪費，影響航空和公路交通的正常運行，造成了嚴重的社會問題。玉米秸稈資源數量巨大，生產加工具有十分廣闊的空間。玉米秸稈是農作物的重要副產品，也是工、農業生產的重要原料。今後隨著政府的高度重視,農業科技水平的不斷提高,玉米秸稈的加工利用必將快速發展。
1、玉米秸稈簡單加工新技術
這里我們分析兩項玉米秸稈簡單加工新技術：一是牛羊等飼草禽畜飼喂玉米秸稈揉絲加工新技術，二是溫室育苗無土栽培玉米秸稈基質加工新技術。這兩項技術的特點是：操作簡單、製作容易、實用效果好、經濟效益顯著非常受農民歡迎。
1.1 牛羊等食草禽畜飼喂玉米秸稈揉絲加工新技術
目前在我國廣大的農區尤其是玉米產區，使用機器對玉米秸稈進行揉搓處理飼餵食草型畜禽。這種簡便的揉搓加工技術是最近幾年出現又迅速普及的新方法，這種方法具有十分明顯的優點及非常適宜的實用性。它不僅可以將不同含水率的秸稈加工後直接飼喂，而且經揉搓後的秸稈為柔軟蓬鬆的絲狀物，可以改變適口性，有益牲畜消化，另外還有利於進行其他生產加工。根據用戶生產的實際需要，生產廠家研製出了一大批各式各樣的揉搓加工設備。尤其是其中有一種小型的揉搓、粉碎、鍘切三用機最具代表性。這種小型機以單項照明電為動力電，是集揉搓、粉碎、鍘草為一身的多功能設備，使用起來非常方便。因其造價低、功能多、適用性好、實用性強倍受農區飼養戶的歡迎，也成了他們離不開的好幫手。
1.2 溫室育苗無土栽培玉米秸稈基質加工新技術
過去進行溫室育苗無土栽培的機質，主料需要外購，是一項即花錢又費事的工作。在農業工程技術人員的努力下，採用玉米秸稈加工溫室育苗無土栽培基質獲得成功。這項加工新技術，主料是玉米秸稈取自身邊不用花錢。它的加工工藝是用三用機將玉米秸稈鍘搓成小碎塊，然後進行常規的消毒滅菌處理，再根據玉米秸稈的特點和實際生產需要，添加定量的料劑進行充分的攪伴後，按發酵要求進行發酵處理。這項技術經濟、省事、好掌握。
2、秸稈深加工新技術
對玉米秸稈進行深度變性加工及重復多層次加工達到廢棄物高效利用，獲得高附加值，以相對低的投入獲得高的產出和回報率。我們將討論以下四項深加工新技術。
2.1 秸稈氣化工程技術與氣化發電新技術
2.1.1 玉米秸稈氣化與氣化發電的意義
利用玉米秸稈氣化與氣化發電，可解決大量農業廢棄物的浪費和環境污染問題。秸稈氣化工程將普通廢棄玉米秸稈變成清潔的燃氣，解決農戶日常燃用和冬季採暖節能、利廢、環保提高了農民生活水平，促進了農村經濟發展。秸稈氣化發電以玉米秸稈為生產原料，投資較小，容易實現，尤其是距輸電網較遠的地方，入網投資大，供電困難，利用當地剩餘棄用的玉米秸稈為原料氣化發電，就解決了這個難題，將在改變偏遠農村的落後面貌工作中起到決定性的作用。
2.1.2 玉米秸稈氣化與氣化發電過程
氣化發電過程包括三步：一是氣化，即將生物質原料變為氣體燃料；二是氣體凈化，氣化出來的氣體帶有一定的顆粒和焦油等有害成分，經過凈化系統把這些雜質除去（前兩步過程即氣化工程制氣的過程）；三是發電，利用內燃機或燃氣輪機把可燃氣體中高品位的能量轉換為電能，其餘低品位熱能由余熱鍋爐回收，再由蒸汽輪機發電。解決好這三方面的技術，使之協調運轉是氣化發電技術的關鍵。
2.1.3 玉米秸稈氣化工程與氣化發電工程裝備系統
目前秸稈氣化工程系統很多，已處於開發階段，因此省去其討論只介紹氣化發電。氣化發電採用流化床方式氣化系統。為了了解秸稈氣化發電工程裝備系統的結構和性能特點。下面以1MW循環流化床秸稈氣化發電系統為例討論。
系統簡介：本系統以玉米秸稈等做燃料。主要技術指標為：發電容量為1000KW。
技術路線：
生物質——氣化——燃氣凈化——燃氣發電——排氣
其中燃氣凈化產生的廢水經電凝聚處理後可循環使用或排放。
氣化爐採用循環流化床氣化爐。凈化系統工程將除塵和除焦，包括慣性除塵器、旋風除塵器、文氏管和水洗塔等，慣性除塵器兼有熱回收作用。發電設備採用柴油機改裝的發電機採用機組並聯，整個系統由進料機構、燃氣發生裝置、燃氣凈化裝置、燃氣發電裝置、控制裝置、廢水處理設備等部分組成。
2.2 玉米秸稈製作降解餐具及全降解包裝袋新技術
利用玉米秸稈為原料製做全降解發泡餐具的技術與生產設備是綠色的技術與產業，為大量棄置的玉米秸稈找到了很好的出路。其意義還不僅如此，隨著經濟的發展和旅遊業的興起，人們對一次性快餐具的需求量愈來愈大，而我國目前使用的幾乎都是EPS泡沫塑料快餐具，這種餐具大量棄擲，到處都是，形成了從所周知的「白色污染」。它的處理最讓人頭痛，埋入地下百年不爛，劣化了土壤；焚燒處理會產生有毒氣體污染空氣。而秸稈全降解發泡餐具原料來源廣泛易得，成本低廉，防水阻油性能好，強度高，隔熱性能好，可完全生物降解，生產過程無污染，替代EPS發泡工藝技術及JYK品牌設備導入綠色餐具生產領域，生產環保、節能、利廢的綠色產品。
JYK秸稈全降解餐具成套設備是以玉米秸稈為原料，同時添加由多種物質綜合而成的輔助材料，經交聯發泡成形，再經乾燥、消毒等工序製成一次性可降解發泡餐具。通過更換主機模具，可生產出各種規格的一次性碗、盤、杯、碟、快餐盒、蛋糕盒、方便麵盒等綠色餐飲具。
生產配套設備情況：
主機設備：有成型機，分雙模氣動成型機和雙模機械自控成型機。配套設備：有粉碎機分片式和渦流式，有攪拌機分卧式和立式。有淋塗機分Ⅲ型和Ⅳ型。有乾燥機分氣流式和滾筒式。
全降解包裝袋新技術與前者機理相同，機械簡單生產容易略去討論。
2.3 生物秸稈顆粒全價飼料製作新技術
生物秸稈顆粒全價飼料製作新技術是藉助生物、化學的雙重作用，把秸稈轉化為高營養、高效能的生物飼料。可以代替部分糧食飼料喂養牲畜，一般可降低飼養成本30%。農作物秸稈粗纖維含量高，難以被動物消化吸收，可利用養分少，適口性差，在飼料分類學上歸為粗飼料。生化工程秸稈飼料的技術原理是利用最新生物工程技術成果，培育出的工程菌。這種工程菌是在自然條件下能迅速繁殖並高效分泌纖維分解酶的生物菌。這些黴菌、擔子菌、細菌在相關化學物質的中和作用下，進行一系列復雜的生物化學處理，改變了秸稈的物理化學性質。其所含的粗纖維降解為動物容易消耗吸收的單糖、雙糖、氨基酸等小分子物質，從而提高了飼料的消化吸收率，起到了飼料機械起不到的深度生化加工作用。同時在秸稈生物處理過程中還產生並積累大量營養豐富的微生物菌體蛋白及其它有用的代謝產物。如有機酸、醇、醛、酯、維生素、抗生素、微量元素等，使飼料變軟變香營養增加。它還含有多種消化酶及多種促進生長因子，能增強動物的抗病能力，促進生長發育。有些代謝產物對飼料還具有防腐作用。
用這種方法生產的秸稈生物原料，按配方軟體混拌出秸稈全價生物原料，再用最新的顆粒生產設備加工顆粒飼料。在制粒過程中，自動升溫糊化、熟化能較好的保持原料中各種營養成分不受損失，並有效的殺滅沙門氏菌等各種有害菌，秸稈添加比例大。該設備可一次完成制粒成型，生產出多種優質全價秸稈顆粒飼料。目前飼料顆粒成型機的生產廠家很多，根據制粒機理的不同有平模型、環模型和模壓型等，而又針對其生產效率的不同形成了各自的系列。用戶可以根據自己的養殖數量、生產規模、加工類型選用不同的顆粒飼料加工設備。飼料顆粒化是世界飼料工業發展方向，秸稈生物顆粒飼料特點如下：
⑴、品質優良營養豐富，適口性好，動物採食量大。
⑵、制粒升溫糊化熟化，有利於動物消化，又有滅菌功能。
⑶、飼料密度增大，體積明顯減少，便於存儲運輸。
⑷、防止挑食，減少浪費，避免粉塵損失杜絕飼料板結。
生物秸稈顆粒全價飼料生產的工藝過程是：原料粉碎、生物發酵、按配方配製全價飼料、制粒成型（熟化、糊化、乾燥、成型）、稱量包裝、產品出廠。
對應於上述工藝過程的設備配置是：秸稈粉碎機、發酵池、攪拌機、飼料顆粒機、磅秤加封袋機。
我們相信隨著新技術、新設備、新工藝、新產品的不斷出現農作物秸稈廢棄的會越來越少，秸稈飼料的普及程度使用效果會越來越好。
2.4 玉米秸稈皮穰分離做原料進行深加工技術
將玉米秸稈經加工達到皮穰分離，再以分離後的皮、穰為原料分別進行產業化精深加工製成各種產品。玉米秸稈皮中主要含有木質纖維，而且其纖維強度高，韌性好，其性能指標高於稻、麥秸稈。玉米秸稈穰中含糖、粗蛋白、澱粉等營養成分多，其性能指標和質量也高於稻草和麥秸。因此將玉米秸稈皮穰分離後分別加工不同產品可拓寬應用領域，改善應用性能，提高利用價值。現有玉米秸稈皮穰分離機，可將玉米秸稈皮穰一次分離開。其原理是機具輪組夾住秸稈向前直線送料，利用懸於秸稈軸線上方的契形展刀將秸桿的上腹剖開，再由旋鑽刀具將秸穰從腹中旋鑽分離掉。
工藝過程：
選料——上料——剖分——鑽穰——打捆（裝袋）
2.4.1、玉米秸皮在造紙行業的應用
由於造紙原料的緊張以及新原料的開發加工技術的發展，秸稈已逐漸被開發利用。玉米秸在纖維強度、韌性、價廉等方面要優於其它秸稈，因而為造紙行業所青睞，但也存在一些問題：一是製成的漿液粘度較大，技術上增加了難度；二是出漿率較低，一般出漿率只有25%左右。三是生產中投入的輔料量增多，成本增加，效益下降。用玉米秸皮做原料可極大地改善其應用性能，由於纖維成分主要存在於玉米秸的外皮中，所以秸皮強度高，韌性好，近似葦子，是製作紙張的較好原料，其工藝和原輔料配方應與葦子一樣。目前應用玉米秸皮生產出的35g、50g有光紙的各項質量指標基本上與葦漿紙相同，出漿率達41%。
2.4.2 玉米秸皮在人造板行業的應用
以目前市場上出現的玉米秸稈粉碎後製成的人造板，由於其中玉米秸穰的存在，使成品板吸水性強，遇潮濕易變形，產品質量難以提高。現在由於除去了含纖維較少的秸穰及葉，使原料質量有了根本的改觀。成品板質量有了很大提高。玉米秸皮人造板與刨花板相比，具有表面光潔度好，美觀大方，靜曲強度和平面抗拉強度較高等優點，可在很多領域里廣泛應用。可做地板、天花板、隔牆板及傢具等。
2.4.3 玉米秸穰在飼料生產上的應用
玉米秸穰中蛋白質、澱粉和糖類的含量之高是稻草、麥秸等無法與之相比的，所以在飼料生產上玉米秸的皮穰分離是其質量提高的一項主要措施。用整株或鍘斷的玉米秸稈喂牛，牛隻吃些梢葉，粗稈部分皆剩下，牛增重低，飼養周期長，屬於低效益維持狀態。採用玉米秸穰飼料喂牛，營養價值高。適口性好，牛增重快，飼料成本低，浪費少，經濟效益顯著提高。
2.4.4 利用玉米秸穰生產木糖
木糖存在於半纖維及糖甙中，木糖可作為糖尿病人的甜味劑，其甜度約為蔗糖的70%。工業上，木糖及衍生物在化工、醫葯、製革等工業部門應用廣泛。
我國是玉米生產的大國，可以利用玉米秸穰生產木糖，這樣就可以除去大部分木質素及纖維素有效地提高成品收率。秸穰在硫酸的催化作用下，其中的多縮戊糖水解生成木糖：(C5H8O4)n+nH2O nC5H10O5。木糖經過一系列合理有效的生產過程，制備成純度大於98%的木糖晶體。其工藝流程如下：
原料預處理——水解反應——脫色、除酸、去雜——蒸發結晶——離心乾燥
木糖是一種用途廣泛，可以出口創匯的產品，利用玉米秸穰生產木糖，可以極大的提高農業附產品的精深加工水平，實現農業廢棄物的大幅再增值。
廢棄玉米秸稈做生產原料進行產業化加工的門類有很多，應用的面也很廣，產生的效益也非常大，上面介紹的各項技術是從產業化生產角度提出並討論的。但就每一個農戶而言，都可以針對自身的實際情況，行之有效地進行玉米秸稈的利用。當大多數農戶都掌握了這類加工技術，大多數的玉米秸稈都進行加工和深加工，我們的農民兄弟就會普遍致富，農村的面貌就會產生根本性的改變，農業就會向現代化大步前進。
C. 玉米桿深加工項目玉米節桿治粒技術
樓主想要提問的是玉米秸稈深加工項目吧
現在農村的玉米秸稈產量很大，通過玉米深加工設備的簡單加工，就可以生產出來新產品。一般玉米秸稈深加工項目可以將玉米加工成以下幾種：
1、秸稈氣化以及氣化發電新技術。
2、製作全降解餐具及全降解包裝袋新技術。
3、畜禽生物秸稈顆粒飼料加工新技術。
4、皮穰分離造紙、人造板、飼料、木糖生產新技術。
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D. 高分求人寫一份秸稈能源利用產業鏈的商業計劃書
玉米秸桿中主要含纖維
素、半纖維素、木質素等,營養豐富。據測算,每100g秸桿中,含
碳44.2g,氮0.62g,磷0.25g,鉀1.44g及鈣、鎂、鐵、硫、硅等微
量元素,有機物含量約為15%左右[2],所以焚燒秸桿燒掉的不僅
是大量的肥力資源,也燒掉了有效改良土壤的物理基質。秸桿
焚燒後所殘留的養分以鉀為主,另有少量的微量元素,因而還
田增產效果很小,比堆肥還田小10倍,比過腹還田小100倍[3]。
因此,加強秸桿綜合開發利用,是農業綠色化有機化及走可持
續發展之路的必經途徑。
由於秸桿中纖維素類物質分解較慢,所以對下季的小麥產
量無明顯增產效應,但對下年度的玉米增產效果比較明顯。據
調查,上年度的秸桿還田,下一年度的玉米產量一般比沒有進
行還田的增產5%~10%。
2.1.2高溫堆肥
高溫堆肥是指將秸桿粉碎後灑水堆壓,利用堆壓產生的高
溫促進纖維素降解的生物轉化過程。高溫堆肥以前是秸稈利用
的重要方式,是增強土壤肥力的有效方法之一。秸桿經高溫堆
壓處理後,秸桿內的粗纖維成分分解,產生小分子的糖、醇等
有一種特殊的肥香味,對土壤微生物的生長與繁殖、改善土壤
理化性狀、增加有機質含量均有著不可估量的作用。
高溫堆肥時輔之以禽畜糞便或生物菌肥等,可以加速秸桿
的分解腐化,提高效率。這樣處理的秸桿,腐熟快,腐解充分完
全,外觀呈黑色,肥味濃,農民常稱之為「有勁」。在堆肥的同時
加進適量的殺蟲劑,可有效殺滅隱藏於秸桿內的蠐螬、金針蟲
等地下害蟲,作到一勞多得。
2.1.3過腹還田
指秸桿經過適當處理以飼料方式經過大牲畜消化降解、再
以糞肥方式還入田中。這在我市農業機械化不太發達的山區鄉
鎮,還是一種秸桿還田的主要方式。過腹秸稈在牲畜腸胃中經各
種體內酶及微生物的降解,大分子碳氮化合物變為小分子,不
能作為營養被吸收的剩餘物質以糞便形式排出,含氮量較大,
微生物數量也大,還田的增產效果明顯。特別是在改良土壤理
化性狀、增強土壤有機質方面,有著化學肥料不可替代的作用。
2.2秸桿飼料
玉米秸桿中含有豐富的碳水化合物、蛋白質、有機酸、醇
類、脂類及無機礦物質等[4]。經適當方式處理後,其適口性大為
提高,營養價值也加大,是發展畜牧業的良好原料。作為飼料利
用後,其副產品糞便又是上好的肥田原料。
2.2.1青貯飼料
玉米收獲後將青綠的玉米秸桿經粉碎機粉碎,貯存於特定設
備中充分壓實密封在無氧條件下經發酵而成。青貯發酵後的飼料,
有機酸特別是乳酸含量較高,松軟可口,營養豐富,易於牲畜消化
吸收,是優良的冬季飼料,為飼養牛、馬、騾、驢等大牲畜之必備。
2.2.2氨化飼料
是為適應牲畜營養及適口需要而採取特殊加工而成的飼料。
將秸桿粉碎後加入按比例加入氨水或尿素,堆入氨化池進行氨
化。秸桿經氨化處理後,氣味微酸芳香,適口性好,牲畜喜食,食量
增大,消化率比普通秸桿飼料增加20%左右,是目前發展肉製品
及奶製品產業的一種重要的飼料來源方法。目前,採用氨化飼料
法,取得了比較好的經濟效益。奶牛飼養的發展方興未艾。
2.3生產食用菌
將玉米秸桿粉碎後按比例加入磷肥、氮肥、石灰及水,堆悶
發酵,保持料內溫度控制在60~65℃,每2到3天翻一次以保
證原料發酵均勻。發酵約半個月後,可用發酵好的熟料裝袋生
產食用菌如平菇、雞腿菇、蘑菇等,其生物轉化率可達70%
~100%。用後的廢料可作為農家肥還田。
2.4秸桿能源
據測定,每公頃玉米秸桿平均可產熱能1.26×107KJ,相
當於3.8噸煤產生的熱量[5],是一個巨大的資源庫,可以在很大
程度上彌補能源的不足。秸桿可燃性好。但如果直接燃燒,不僅
利用效率低,還污染環境。傳統的直接以秸桿燃燒取暖或作飯
的利用方式已不適應建設社會主義新農村的需要。秸桿可以被
轉化為固態、液態、汽態燃料,美國等國家已研製成螺旋式秸桿
成型機械,在國際市場上受到廣泛歡迎。將秸桿進行氣化以及
轉化為酒精燃料等是秸桿利用的新的方式。
2.4.1秸桿氣化
是將秸桿粉碎後進入氣化爐,通過高溫加熱進行熱解,產
生CO2、H2、CH4等可燃性氣體,經風機送入儲氣櫃,再分流到
用戶。另外,適合家庭使用的小型氣化爐技術業已成熟,實用性
較好,在有的地方已經普及。
將秸桿粉碎混入禽畜糞便有機垃圾等填入沼氣池,產出沼
氣可作飯、照明等,也是將秸桿作為能源利用的一種方式,並且
是一種比較經濟簡便干凈衛生的方式。
2.4.2燃料酒精
將高糖分秸桿直接粉碎進行發酵,生產乙醇,再進一步脫
水後與汽油混合成為乙醇汽油,可節約或替代汽油使用,是秸
桿利用一種環保的利用方法。李鳳華等試驗結果認為,津259、
津單2號等組合可以用來嘗試提取燃料乙醇[6]。
2.5秸桿造紙
秸桿是天然原料,纖維素含量高,是很好的造紙原料。用玉
米秸桿生產的包裝材料,體積小,重量輕,壓縮性好,可降解,無
污染,是一種可大力發展的工業化的利用方法。
近幾年來,在國家政策的大力引導下,農民對秸桿利用的
認識有了質的飛躍,過去大量焚燒,目前轉變為大面積的粉碎
還田,秸桿飼料的利用方式正在取得突飛猛進的發展,秸桿能
源也正在取得有效的進展,這都為我市的環境保護及秸桿能源
的再利用作出積極貢獻。相信隨著秸桿利用技術的進一步成熟
與完善,大量的秸桿必將在我國農村經濟發展中彰顯出它越來
越重要的地位。
秸稈蜂窩煤的優勢:
1.利用玉米稈,麥稈,棉花稈,各種農作物秸稈等廢棄物而製成的秸稈煤,每塊煤的成本價在1毛錢左右.
2.溫度高達1350度,一塊煤可保持90~~120分鍾的強勁火焰,封火時間長達10小時以上.
3.每噸原料可產3000塊的蜂窩煤,熱值在4500達卡以上, 上火快,隨點隨著
玉米秸稈發酵酒精的相關資料，給的越全越好！
懸賞分：80 - 解決時間：2008-10-21 11:20
對於玉米秸稈發酵酒精的一些資料，論文，中英文無所謂，大家幫忙找找，我也在找了，我只是想的人多力量大，大家可能知道一些我不知道的地方可以查到！謝謝了！
提問者： beyond_all - 四級最佳答案檢舉 酒精是一種重要的工業原料,廣泛應用於食品,化工、
醫葯等領域,而且可以部分或全部替代汽油,具有安全、清
潔、可再生等優點。傳統的酒精生產主要以糖蜜、薯類、穀物
為原料發酵而成。近年來,隨著人口增長和經濟的發展以及
可利用耕地面積的減少使得酒精生產成本日趨增高,利用
豐富、廉價的玉米秸稈為原料生產酒精已成為必然趨勢。我
國是一個農業大國,各種纖維素原料資源非常豐富,僅玉米
秸稈年產量大約2億噸。目前,玉米秸稈除了少部分被利用
外,大部分以堆積、焚燒等形式直接傾入環境,極大地污染
了環境,也是一種資源浪費。如果將玉米秸稈經過預處理後
水解,其所含的纖維素和半纖維素可分解成糖,經發酵可轉
化為酒精,轉熱效率可達30%以上。這樣不但緩解人類所面
臨的食物短缺,環境污染、資源危機等一系列問題,而且還
能實現人類的可持續發展,因而近年來玉米秸稈成為生物
能源領域的研究熱點。
1玉米秸稈簡介
玉米秸稈主要由植物細胞壁組成,基本成分為纖維素、
半纖維素和木質素等。木質素將纖維素和半纖維素層層包
圍。纖維素是一種直鏈多糖,多個分子平行排列成絲狀不溶
性微小纖維,半纖維素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、
甘露糖組成,木質素是以苯丙烷及衍生物為基本單位組成
的高分子芳香族化合物。其中,木質素是一種燃料,半纖維
素可水解為五碳糖,而纖維素水解為六碳糖比較困難。
2玉米秸稈預處理
由於玉米秸稈結構復雜,不僅纖維素、半纖維素被木質
素包裹,而且半纖維素部分共價和木質素結合,同時纖維素
具有高度有序晶體結構。因此必須經過預處理,使得纖維
素、半纖維素、木質素分離開,切斷它們的氫鍵,破壞晶體結
構,降低聚合度。常見預處理方法有物理法、化學法、物理化
學法和微生物法等。
2.1擠壓膨化法
該方法屬於物理處理法,是將原料粉碎後調節至一定
水分,加入擠壓機內,物料在螺桿的旋轉推動下向前運動,
同時被剪切、擠壓。並且在摩擦熱的作用下溫度可接近
140℃;然後從擠壓機中噴出,物料的壓力突然降低、體積迅
速膨脹,纖維素晶體結構被破壞,從而為纖維素的酶解處理
創造條件。這種預處理方法生產過程連續,不需要消耗蒸
汽,而且具有滅菌效果。
2.2濕氧化法
濕氧化法屬於化學處理法,是指在加溫加壓條件下,水
和氧氣共同參加的反應。濕氧化法對玉米秸稈處理效果很
好,纖維素遇鹼,只引起纖維素膨脹,形成了鹼化纖維素,但
能保持原來骨架,加入Na2CO3後起緩和作用,能防止纖維
素被破壞,使木質素和半纖維素溶解於鹼液中而與纖維素
分離。這樣得到的纖維素純度較高,且副產物很少。匈牙利
Eniko等人採用濕氧化法在195℃,15min,1 200千帕O2,
Na2CO32g/L條件下,對60g/L玉米秸稈進行預處理。其中
60%半纖維素、30%木質素被溶解,90%纖維素呈固態分離出
來,纖維素酶解轉化率(ECC)達85%左右。
2.3酸處理法
酸處理法也是一種化學處理法,這種方法可追溯到
1980年,而在德國可能更早。該法是採用硫酸、硝酸、鹽酸、
磷酸等對纖維素原料進行預處理,其中以硫酸研究和應用
的最多。處理後,半纖維素首先水解得到無碳糖,纖維素的
結晶結構被破壞,原料疏鬆,可發酵性強。但水解前必須將
pH值調整到中性,還應該注意反應器的耐酸性。
2.4蒸汽爆破法
蒸汽爆破法屬於物理處理化學法,是用蒸汽將原料加
熱至180～200℃,維持5～30min,也可加熱到245℃,維持
0.5～2.0min。高溫高壓造成木質素的軟化,然後迅速使原料
減壓,造成纖維素晶體和纖維束的爆裂,使木質素和纖維素
分離。該法成本較高,在我國可採用北京林業大學賴文衡教
授研究的間歇蒸汽汽爆器對玉米秸稈進行爆破處理,經這
種爆破器爆破的玉米秸稈,纖維素水解轉化率(ECC)可達
70%以上。
2.5生物方法
生物處理方法具有節約化工原料、能源和減輕環境污
染等方面的優點。有許多微生物能產生木質素分解酶,如白
腐菌,其分解木質素的能力較強,但活性較低,而且微生物
處理周期長、菌體會破壞部分纖維素和半纖維素,降低纖維
素的水解率,因此難以得到利用。瑞典等北歐國家則利用無
纖維素酶的擔子菌突變株對纖維素材料進行脫木質素處
理,取得了一定的效果。
玉米秸稈發酵生產燃料酒精研究現狀及前景
武秀琴1,2馬燦玲3
(1天津科技大學,中國天津300222;2河南工程學院環境工程系;3鄭州師范高等專科學校生物系)
摘要玉米秸稈是一種豐富的再生資源,主要由纖維素、半纖維素、木質素組成。經過預處理、水解、發酵可生產酒精。預處理方法主要
有物理法、化學法、物理化學法及生物處理法;水解主要有酸水解法和酶水解法;發酵主要有直接發酵法、間接發酵法、同步糖化發酵法等。
介紹了玉米秸稈生產乙醇的關鍵技術進展情況。
關鍵詞秸稈;酒精;預處理;研究進展
中圖分類號TS262.2文獻標識碼A文章編號1007-5739(2008)13-0240-02
收稿日期2008-05-07
240現代農業科技》2008年第13期
3水解工藝
玉米秸稈進行預處理後,纖維素水解只有在催化劑存
在的情況下才能顯著進行。常用催化劑是無機酸和酶,由此
分別形成了酸水解工藝和酶水解工藝,酸水解工藝又分為
稀酸水解和濃酸水解。水解主要是破壞纖維素、半纖維素的
氫鍵,使之轉化為發酵的單糖。
3.1濃酸水解
用70%的硫酸50℃下在反應器中反應2～6h,半纖維素
首先被降解,溶解在水裡的物質經過幾次濃縮瀝干後得到
糖,半纖維素水解後的固體殘渣經過脫水後,在30%～40%的
硫酸中浸泡1～4h。溶液再經脫水和乾燥後,在70%的硫酸下
反應1～4h,回收的糖和酸溶液經過離子交換,分離出的酸在
高效蒸發器中重新濃縮,剩餘的固體殘渣則再循環利用到
下一次的水解中。濃酸水解過程的主要優點是糖的回收率
高,大約有90%的半纖維素和纖維素轉化的糖被回收。但濃
硫酸腐蝕性強,而且從經濟方面考慮必須回收濃硫酸,增加
了工藝的復雜程度。
3.2稀酸水解
為了解決濃酸水解法存在的問題,一般採用稀硫酸
(0.2%～0.5%),在較溫和條件下進行。此時水解一般分2個
階段:第1階段為低溫操作,從半纖維素獲得最大糖產量;
第2階段採用高溫操作使纖維素水解為六碳糖,糖的轉化
率一般為50%左右。但稀酸水解容易產生大量副產物。
3.3酶水解
酶水解是利用產纖維素酶的微生物或者纖維素酶制
品,直接將半纖維素、纖維素水解成可發酵糖。與酸水解相
比,它可在常壓下進行,反應條件溫和、效率高、能耗低、選
擇性強、環保效果好,顯示出良好的應用價值和前景。水解
後可形成單一產物,產率較高(>95%)。匈牙利Eniko等人采
用NovoYm188等水解經濕氧化處理的玉米秸稈,酶解纖維
素轉化率(ECC)高達85%。
該法的關鍵在於纖維素酶的獲得和利用,同時要考慮
纖維素酶的成本。丹麥諾維信公司曾經宣布其纖維素酶生
產成本已比當初降低了12倍,現在該公司又取得了重大進
展,纖維素酶生產成本已比最初降低了20倍,生產lL燃料
級乙醇所需纖維素酶的成本已低於6.6美分。這極大地推進
了燃料乙醇的商業化進程。
4發酵工藝
由於農作物秸稈的相當部分由半纖維素構成,其水解
產物為以木糖為主的五碳糖,還有相當量的阿拉伯糖生成
(可佔五碳糖的10%～20%),故五碳糖的發酵效率是決定過
程經濟性的重要因素。木糖的存在對纖維素酶水解起抑制
作用,將木糖及時轉化為酒精對玉米秸稈的高效率酒精發
酵是非常重要的。目前人們研究最多且最有工業應用前景
的木糖發酵產乙醇的微生物有3種酵母菌種,即管囊酵母、
樹干畢赤酵母和體哈塔假絲酵母,主要的發酵方法有以下
幾種。
4.1直接發酵法
直接發酵法是基於纖維分解細菌直接發酵纖維素生產
乙醇,不需要經過酸水解或酶水解前處理過程。一般利用混
合菌直接發酵,例如熱纖梭菌(Clostridium thermoceUum)能
分解纖維素,但乙醇產率較低(50%),熱硫化氫梭菌(Col-
stridium thermohydz)不能利用纖維素,但乙醇產率相當高,
如果進行混合發酵,產率可達70%。呂福英介紹了熱纖梭菌
的生理生化特性及發酵生產的研究進展,並對熱纖梭菌發
酵生產乙醇的因素以及乙醇等發酵產物對熱纖梭菌的抑制
作用作了概述。但熱纖梭菌產生乙醇也存在以下問題:發酵
不完全、發酵速度慢、終產物乙醇和有機酸對細胞有相當大
的毒性,需要進一步改進。
4.2間接發酵法
間接發酵是目前研究最多的一種方法。使用纖維素酶
水解纖維素,收集酶解後的糖液作為酵母發酵的碳源,先用
纖維素酶水解纖維素,酶解後的糖液作為發酵碳源。但是受
末端產物抑制,低細胞濃度以及底物基質抑製作用影響乙
醇產量。因此可採取的方法有:減壓發酵法和阿爾法—拉伐
公司的Bi-otile法,還可以通過篩選在高糖濃度下存活並能
利用高糖的微生物突變菌株來克服基質抑制。
4.3同步糖化發酵法(SSF法)
這種方法的原理和間接發酵法相同,是為了克服反饋
抑製作用,由Gauss等提出的在同一反應器中糖化和發酵同
步進行。這樣纖維素酶對纖維素的酶水解和發酵糖化過程
在同一裝置內連續進行。水解產物葡萄糖由於菌體的不斷
發酵而被利用,消除了葡萄糖因基質濃度對纖維素酶的反
饋抑製作用。在工藝上採用一步發酵法,簡化了設備,節約
了總生產時間,提高了生產效率。當然也存在一些抑制因
素,如木糖的抑製作用,糖化和發酵溫度不協調。張繼泉在
這方面進行了大量的實驗研究,並取得了一定的進展。
4.4固定化細胞發酵
固定化細胞發酵能使發酵罐內細胞濃度提高,細胞可
連續使用,使最終發酵液酒精濃度得以提高。常用的固定化
載體有海藻酸鈉、卡拉膠、多孔玻璃等。固定化細胞的新動
向是混合固定細胞發酵,如酵母與纖維二糖酶一起固定化。
將纖維二糖基質轉化成乙醇,被看作是玉米秸稈生產乙醇
的重要方法。
5結論與展望
今後,玉米秸稈生產酒精的研究方向將主要集中在以
下幾個方面。
5.1預處理方法
單純的物理法和化學法不足以破壞纖維素晶體結構以
及去除半纖維素和木質素,應綜合運用物理法與化學法,一
步完成預處理和水解2個階段,有效提高纖維素的水解率。
5.2糖化工藝
發酵過程的酒精產率受許多因素影響,其中主要是水
解效率和單糖產量。比較而言,酶水解較酸水解有較大的優
越性,將成為今後糖化工藝的主要發展方向。
(下轉第243頁)
大田農藝
241現代農業科技》2008年第13期
區,在生產中培育優質高產栽培典型,將優良品種、生產技
術傳授給農民,提高生產水平,從而自覺地實行生產操作規
程。為此,課題組要求各縣(市)區狠抓園區建設工作,3年總
計建設20個千畝以上園區,均收到了良好的效果。在新品
種引進種植展示園和綠色有機雜糧規范化種植展示園方
面,通過實地技術操作和展示效果驗證,產生了較強的輻
射帶動作用。
2.7為確保實現標准化生產,在栽培管理上大力推選「九
改」集成技術
實現了從基地到餐桌全過程質量控制,涌現出許多谷
物優質高產典型。如2005年北票市北四家子鄉南四家子村
集中連片種植朝新谷5號33hm2,平均產量7 740kg/hm2,最
高產量達到9 780kg/hm2。
2.8興建龍頭企業,培育綠色有機雜糧市場,延長產業鏈,
提高產品附加值
「遼西綠色有機雜糧生產基地建設與食品開發」項目實
施3年,累計建設雜糧生產基地5.33萬公頃以上,其中綠色
有機雜糧生產基地2.16萬公頃,從而形成了規模效應,為農
產品加工業提供了可靠的優質原料保障。目前全市共有各
類雜糧加工企業743個,年生產加工銷售能力100萬噸,其
中綠色有機雜糧6萬噸,實現銷售收入4.5億元。同時,雜糧
基地規模化也帶動了當地的雜糧市場建設。東北最大的雜
糧集散地建平朱碌科,建起25 000m2的雜糧交易批發市場,
綠色有機雜糧收購、加工、銷售「十里長街」已初具規模,產
品主要銷往國內大中城市並出口日本、韓國、德國、紐西蘭
等國家。
3項目成效
3.1規模大、有特色
建設綠色有機雜糧生產基地與食品開發,認證標識累
計規模為2.16萬公頃,佔全省認證總面積的60%,具有先進
農業區域經濟與外向型經濟的特色。經國內同行專家驗收
一致認為:該項目產業化規模和技術水平在我國同類地區
具有領先地位。
3.2為旱作農業開辟了一條新路
針對遼西乾旱地區的自然地理條件的特點,科學地開
發利用有限的耕地,實施綠色、有機雜糧標准認證,提高了
農產品的質量,創造了農業乾旱地區增產增收的新途徑。
3.3創出一條「科研+公司+農戶+生產基地」四位一體的新
模式
形成產、加、銷良性循環,拉動綠色有機雜糧加工業的
發展,實施農業名牌戰略,提高了綠色有機雜糧食品的市場
佔有率。3年累計出口創匯1.37億元,促進了外向型經濟的
迅猛發展。
3.4提高了農產品的附加值
3年中,綠色A級雜糧平均產值為1.92萬元/hm2,平均
效益為1.60萬元/hm2;有機食品產值2.79萬元/hm2,效益為
2.41萬元/hm2。綠色、有機雜糧平均效益為2.03萬元/hm2,比
項目區外雜糧對照平均效益增收1.03萬元/hm2。
3.5改善了農業生態環境
綠色、有機農業就是生態農業。通過該項目的實施,在
認證的區域范圍內,從根本上改變了農業的耕作方式,保護
了生態體系及周圍環境生物的多樣性,有效地減少和治理
了環境污染,不僅提供了安全的食品,而且促進了人與自然
的和諧。
通過3年綠色有機雜糧生產基地建設項目的實施,極
大地推進了科技產業化進程,推動了外向型經濟的快速發
展,促進了第二、第三產業的繁榮,加速了雜糧新品種的更
新換代。由於推廣糧草兼用型朝新谷5號新品種糧草比為
1∶1.3,不僅促進了農業的二元結構向三元結構的轉移,而且
還帶動了遼西畜牧業的發展。實踐證明:乾旱地區建設綠色
有機雜糧生產基地,在科技產業化中發揮了重要的作用,具
有廣闊的前景。
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(上接第241頁)
5.3發酵菌株
菌種是發酵工業的靈魂,在玉米稈原料生產酒精過程
中,運用現代的育種技術培育出高效的直接發酵菌株,在適
應特殊基質條件、簡化生產工藝等方面將會有所突破。若能
篩選到抗高濃度糖的基因突變菌株則可以克服纖維素原料
水解過程的抑制效應,提高發酵效率。
5.4發酵工藝
可以採用一定的技術手段,將發酵過程產生的乙醇不
斷抽出,使發酵罐中的乙醇濃度≤10%,減輕乙醇對菌株生
長及乙醇生成的抑製作用,降低生產成本。
以玉米秸稈等纖維素生產酒精技術是世界各國研究的
熱點,與其他生物能源、替代能技術相比,無論是在經濟合
理性、技術可行性方面,還是在資源可持續性和環境協調性
方面都具有明顯的優勢,而且還可解決我國的石油資源短
缺和環境污染問題,有利於保證國家能源安全和社會協調
發展。
E. 秸稈飼料加工技術是不是真的
多年來國內農業科研人員致力於農作物秸稈飼料的研製開發，取得了很多成果，
其技術工藝及機械裝備也不斷完善。目前農作物秸稈飼料加工技術及機械裝備主要有
以下幾種：
一、青貯。先將秸稈切成10厘米長的小段，再粉碎成2～3厘米長後，在青貯池內
一層一層鋪放，並按各種家畜對能量飼料的需求，加入適量的玉米粉、麥皮、米糠等
精料，每層均反復踩實，再用稀泥密封，30天後即可飼用，貯存期可保存半年之久。
加工設施主要是粉碎機。收割方法在南方大多是人工摘穗，收割運回再機械切碎。在
北方及華北地區已有較適用的玉米秸稈回收型聯合收割機，可一次完成摘穗，裝箱，
秸稈切碎集堆作業。
二、氨化處理。通過氨化可提高秸稈飼料的營養價值。氨化處理時應注意以下幾
點：（1）秸稈可粉碎處理成秸稈粉（類似粗糠）。（2）氨化貯窖深度不超過2米，
每立方米氨化飼料75千克左右。尿素配置比例為:飼料:水:尿素=100:(30～40):
（3.5～4.5），秸稈粉每鋪30厘米按比例噴灑配置好的尿素溶液，每層均壓實，
當秸稈粉超過窖口呈拋物線時，經充分壓實再用塑料薄膜封頂，最後用濕土壓實踩
實。開窖取料要喂多少，取多少，用後即封嚴窖口，取出的氨化飼料要晾曬1～2天後
方可飼喂家畜。目前國內已研製生產出專用秸稈氨化處理機械。這種機械通過搓擦與
撞擊將纖維物質縱向纖解，並通過同步化學處理劑的作用，使木質素溶解，半纖維素
水解和降解，提高秸稈的可消化性。經處理後的秸稈含氮量增加1.4倍，干物質和粗
纖維消化率分別達到70%和64.4%，採食量可提高48%，產奶量可提高20.7%。
三、生化發酵處理。將秸稈經粉碎機粉碎後，加入發酵調制劑，拌和均勻，填入
塑料袋，水缸或水泥池內壓實，密封，使其軟化，熟化。生化成一種類似釀酒廠釀出
的廢渣即「酵糠」樣物質。秸稈在生化發酵過程中可使粗纖維得到有效降解，並經生
化轉化，合成氨基酸，脂肪酸，菌體蛋白及維生素等，產生酵、酸等特殊風味，改良
秸稈的適口性和營養價值。生化發酵飼料還含有多種腸道有益微生物及多種能產生抗
生素的菌株，對畜禽常見的呼吸系統疾病有治療作用並能提高防病免疫力，增加消化
力.生化發酵處理後的秸稈飼料可直接拌入畜禽飼料中飼喂，也可採用小型飼料加工
機組加工製做成全價粒飼料，則效果更佳。湖南省新化縣微生物研究所科研人員，利
用微生物混菌發酵方法，開發出發酵飼料調制劑產品。該劑採用營養價值豐富的酵母
菌，黴菌，食用菌等二十多種有益微生物為原料，經獨特的工藝加工而成。經湖南省
科委委託湖南農業大學等單位做了高中低檔水平飼料和農村常規飼料的對比實驗表明
，一頭豬從滿月到出欄（90公斤以上）使用該產品1公斤左右，在同等中等水平飼料
條件養豬，可比對比多增長10公斤左右，在同等粗劣飼料條件下養豬，可比對比多增
長15公斤左右，可減少糧食飼料消耗20%，每頭豬可多獲利潤100元左右，提高了養豬
增長率，大大降低了飼料成本。該成果已被湖南省科委、計委及國家五部委列入湖南
省及國家重點新產品推廣項目。
四、秸稈混合顆粒飼料加工技術。過去一般將秸稈飼料加工成粉末後拌入飼料中
飼喂，存在飼喂不方便，適口性差，家畜挑食，利用率低等缺陷。隨著新型小型顆粒
機械的問世和普及，現在已可以方便的將粉末飼料加工戒顆粒飼料。這種小型顆粒飼
料加工機械售價只有3000元左右，可採用照明電為動力，粉狀飼料通過高溫糊化，在
壓輥的擠壓下從模孔中排出造粒，可以很方便地調整顆粒粒度的大小，其結構簡單，
適合於農村養殖戶家庭及小型專業飼料廠配用.秸稈飼料加工成顆粒飼料後具有很多
優點。
（1）製作過程中在機械自身壓力下，溫度可達80～10℃，能使飼料中的澱粉發生
一定程度的熟化作用，產生一種濃香味，且飼料質地堅硬，符合豬、牛、羊的嚙啃生
物特性，提高了飼料的適口性，易於進食。
（2）顆粒形成過程能使穀物，豆類中的胰酶抵制因子發生變性作用；減少對消化
的不良影響，能殺滅各種寄生蟲卵和其它病原微生物；減少各種寄生蟲及消化系統疾
病。
（3）飼喂方便、利用率高、便於控制飼喂量，節約飼料，干凈衛生。尤其是養魚
，由於顆粒飼料在水中溶解很慢，不會被泥沙淹沒，可減少浪費。
F. 秸稈顆粒
包括機制顆粒，物理方法壓制，和炭化顆粒，熱解炭化。
G. 秸稈生物質能源的應用現狀與前景
秸稈生物質通過液化或固化等方式製造成燃料可直接供熱，或是製造成秸稈清潔煤炭等等。秸稈煤炭是一
種新型的生物質再生能源，環保清潔，遠遠低於原煤的成本和市場價格，應用范圍極為廣泛，可以代替木
柴、原煤、液化氣，廣泛用於生活爐灶、取暖爐、熱水鍋爐、工業鍋爐等。但是如何將生物質燃料像煤、
煤氣和天然氣一樣在老百姓的生活中普及，還需大力宣傳和推廣。
2.3交通能源
秸稈的主要成分是碳、氫、氧等元素，有機成分以纖維素、半纖維素為主，其次為木質素、蛋白質、脂肪
、灰分等，用秸稈轉化的生物燃料如生物乙醇和生物柴油作為交通能源，同石油、天然氣和煤等化石燃料
相比，最大特點是可再生性和對環境更友好。國際上生物交通能源技術相對成熟，主要路線是：穀物、秸
稈、其它植物等發酵生產乙醇-車用油、乙烯、無毒溶劑及上百種化工、原材料產品等；我國秸稈交通能源
技術研究雖然起步較晚，但日趨成熟，有些正形成小型規模和商品化。
3秸稈生物質能源化應用技術
秸稈生物質能源化應用技術主要包括秸稈沼氣(生物氣化)、秸稈固化成型燃料、秸稈熱解氣化、直燃發電
和秸稈干餾等方式。