冷等离子体对秸秆预处理的研究任务书

1. 1. 毕业设计（论文）的内容、要求、设计方案、规划等

1.前言

化石能源的可耗竭性、环境污染与温室气体排放问题，成为当前人类面临的共同挑战，促使国际社会对生物质能等可再生能源的开发利用给予了极大的重视。2010年全球燃料乙醇生产860亿升约为6785万吨，其中90%为美国和巴西生产。我国具有丰富的农林业废弃物资源，每年产生大约6.5亿吨农业秸秆，加上林业废弃物等，折合能量4.6亿吨标准煤；每年的森林耗材达到2.1亿立方米，折合1.2亿吨标准煤的能量。江苏作为农业大省，年产作物秸秆量约40 Mt，秸秆资源极为丰富。随着农村能源使用多样化，农民住房条件的改善以及大型牲畜饲养量的下降，农作物秸秆剩余日渐增多，秸秆露天焚烧和随意丢弃现象严重，既浪费资源又污染环境，并给航空和道路交通安全等造成威胁。从长远考虑，急需发展以纤维素生物质为原料的生物燃料乙醇技术。目前，以木质纤维素为原料大规模生产生物乙醇资金投入依然高，因此需要纤维素乙醇制备技术的进一步创新。

纤维素乙醇生产中的关键一步是将纤维素水解为单糖，单糖再进一步转化为乙醇。利用纤维素酶将纤维素水解为葡萄糖被公认为最有发展前景的一种方法。然而，抗降解屏障性是木质纤维素转化为生物乙醇过程中存在的主要问题。木质纤维素原料主要由纤维素、半纤维素和木质素三大成份组成，半纤维素作为分子黏合剂结合在纤维素和木质素之间，将纤维素分子包埋在其中，形成一种天然屏障，使酶不易与纤维素分子接触，导致木质纤维素原料中多糖的酶解缓慢。因此要实现木质纤维素原料的酶解糖化必需通过适宜的预处理技术使它的三种成份有效分离，同时打断部分糖苷键，降低聚合度，脱除木质素，改善木质纤维素原料的天然结构，解除对酶的屏障阻碍作用，增强酶与纤维素可及度，提高纤维素酶解糖化效率。理想的预处理方式不仅能去除木质素和半纤维素，加速纤维素的水解，同时限制抑制性副产物的产生，最小化废水和有毒废物的产生。在木质纤维素转化为乙醇的过程中，预处理过程占用的成本最高，达到了总转化成本的20%，因此迫切需要经济、高效、环境友好的新预处理方法。

2. 参考文献（不低于12篇）