竹子作为能源材料应用
竹子具有可再生性强、生长周期短且富含纤维素、半纤维素，是生产乙醇的重要潜在原料之一。目前有关木质纤维素乙醇的研究主要围绕原料预处理、酶解、发酵三大关键步骤进行，其中原料预处理的能耗和效率问题是该工艺的重要制约因素。本文在综述国内外木质纤维素乙醇原料预处理的基础上，着重分析了竹材的化学组成和结构以及各种竹材预处理的优缺点。包括机械粉碎法能耗大，蒸汽爆破法对设备的要求高，化学方法易造成环境污染，生物方法生产周期长、效率低，离子液体优点明显但需要更深入的研究。提出采用不同预处理工艺联合使用，以期达到优势互补的目的。
竹材与木材、秸秆等其它木质纤维素材料的化学成分主要是纤维素、半纤维素和木质素，但其各自的含量不同。竹材中的纤维素和木质素含量均比秸秆中的高。秸秆结构松散，比较容易加工处理。而竹材与木材、秸秆相比，具有密度大、硬度高和强度好等特点，再加上竹材特殊的化学结构，使得竹材比木材、秸秆难于处理。例如秸秆可以采用低压蒸汽爆破技术，无需添加任何化学药品，只需控制秸秆的含水率即可分离出80%以上的半纤维素，且使秸秆纤维素的酶解率达到90%以上。而竹材的蒸汽爆破处理的压力和温度远比秸秆的要高。
1、竹材制取生物乙醇的预处理
竹材生产乙醇的基本工艺同其它木质纤维素生产乙醇一样，分为预处理、水解、发酵和纯化等四部分。由于木质素、半纤维素对纤维素的保护作用以及纤维素本身的结晶结构，天然纤维素原料直接进行水解时，其水解程度很低。因此为了提高糖化速度，必须对纤维素进行一定的预处理。预处理的目的是去除阻碍糖化和发酵的竹材内在结构，粉碎木质素对纤维素的保护，破坏纤维素的晶体结构，增大生物酶与纤维素的接触面积，并取得良好的水解效果。
预处理过程是竹材生产乙醇能否工业化的关键步骤，是整个生产过程中最昂贵的步骤之一，对其之前的原料尺寸处理和其之后的酶水解与发酵过程都有很大的影响，如预处理效果好，水解过程中酶用量就少，并且无须使用成本较高的酶。此外，水解过程产生的一些酸、醛等也会影响发酵过程中微生物的活性。因此，选择适当的预处理工艺是竹材生产乙醇首先要解决的重要问题。一般预处理方法应满足以下要求：
①有利于提高生物酶水解过程的糖化率；
②避免碳水化合物的降解或损失；
③避免生成对后续酶水解或发酵有害的副产物；
④经济环保可行。
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