随着化石资源的日益枯竭,来源于木质纤维素类生物质的二代生物乙醇具有良好的发展前景.本论文以桉木为原料,对NH4Cl酸性盐预处理条件、处理效果及糖化发酵制乙醇技术开展了研究,并对NH4Cl酸性盐联合盘磨预处理(ASPRN)制生物乙醇工艺过程的能量和质量进行了衡算,为可工业化的二代生物乙醇生产技术提供支撑.桉木使用NH4Cl预处理可加速半纤维素的降解溶出,预处理后物料酶解转化率可得到极大程度地提高,且纤维素脱降解溶出较少.提高温度和延长反应时间,会导致溶出的单糖进一步降解为糠醛、羟甲基糠醛等副产物,同时纤维素也部分降解溶出.桉木NH4Cl预处理应控制温度在200℃、保温时间25 min、NH4Cl浓度0.2～0.3 mol/L及液固比6:1以内较合理.经过中试试验优化,桉木ASPRN预处理工艺的适宜条件为:液固比为6:1、NH4Cl浓度0.2 mol/L、反应温度170℃、保温时间10 min.该工艺预处理液中木糖的溶出率分别可达91.97％,抑制物总量仅6.05 g/kg,酶解转化率达到95.30％.桉木木片ASPRN预处理后进行纤维素酶解,酶解液浓缩、脱毒后用酿酒酵母进行发酵,发酵乙醇得率为80.26％,酶解液中葡萄糖消耗率超过99％.以1000 g绝干桉木木片为基准,对ASPRN整个工艺过程进行能量和质量衡算,得出乙醇实际产量为172.88 g/kg,相当于理论计算值的70.56％,估算并扣除各工序能量消耗,得出ASPRN整个工艺过程净产能为5.13 GJ/t,预处理能效为0.32 kg/MJ,乙醇产出效率为277％.NH4Cl酸性盐联合盘磨处理为一种较好的预处理工艺,可实现较高的纤维素酶解转化率和乙醇产出率.
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