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生物燃料: 生产乙醇从纤维素材料

Overview

资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

在这个实验中,纤维素材料 (如玉米秸秆、 树叶、 草等) 将被用于作为原料生产乙醇。纤维素材料首先经过预处理 (地面和加热),消化的酶,然后用酵母发酵而成。采用乙醇探头监控生产乙醇。可以扩展实验,以优化生产乙醇通过改变使用的原料、 预处理条件、 酶变异、 酵母变异等。监测反应的一种替代方法是测量二氧化碳 (使用气体传感器) 生产乙醇。作为一个技术含量较低的替代方案,可以使用血糖仪 (在任何药店中找到) 血糖监测过程中,如果一种乙醇探针或二氧化碳气体传感器不可用。

更加注重探究式学习",科学探索正变得更受欢迎。手持设备一样与各种探头 (类电导率、 溶解的氧、 电压,和更多的) 结合使用游标卡尺实验室寻求允许少侧重于收集数据和/或制作图和更多的数据分析和预测。另一个好处是,这些是小,重量轻,而且可以考虑测量领域。

Procedure

1.样品的制备

  1. 选择要用作原料的纤维素材料。这可以是玉米秸、 草、 树叶、 宠物床上用品或纸张。
  2. 利用球磨磨 (或咖啡研磨机如果球磨磨不可用),磨成细粉剩余没有大块原料。
  3. 测量 1.0 g 的原料和 50 毫升离心管的地方。与原料选择标签管。
  4. 第二个 50 mL 离心管列为"控制"。不要把任何原料在这根管子。

2.预处理

  1. 设置与大约 400 毫升的水加热和热烧开温柔的 500 毫升烧杯。
  2. 添加 2 离心管 25 毫升的蒸馏水。旋流混合。把瓶盖上离心管松散。
  3. 离心管置于烧杯装满了轻轻地沸腾的水。因此,请务必从水浴水不漏入管。让煮 30 分钟。
  4. 让管冷却至室温。

3.酶消化

  1. 添加两个管 1 毫升的纤维素酶。
  2. 把管放在一个孵化器在 50 ° C 为 24 小时。
  3. 使玻璃管冷却至

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Results

%的乙醇溶液中将使用与用乙醇传感器 (图 2) 的品牌相关的软件掌上平板屏幕上显示。

代表结果的各种原料 %乙醇可以见表 1

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Application and Summary

能源独立与安全法案 》 2007年设置入法可再生燃料标准。它创造了分阶段的可再生燃料卷从 2008 年开始在 90 亿加仑,2022 年月底 360 亿加仑。那个 360 亿,预计 160 亿,将来自纤维素材料。2014 年,原来的建议是为 181 亿 5000 万加仑的可再生燃料,17 亿 5000 万的那来自纤维素材料。不幸的是,基于的是可行的目前生产的纤维素乙醇量,这一数字不得不减少到最近的美国环保署建议 1700 万加仑。1

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References
  1. The Energy Independence and Security Act of 2007. United States Congress, Washington DC. January 4, (2007).
  2. Balat, M., Balat, H., Oz, C. Progress in bioethanol processing. Progress in Energy and Combustion Science. 34 (2008).
  3. Ragauskas, A.J., Williams, C.K., Davison, B.H., Britovsek, G., Cairney, J., Eckert, C.A., Frederick Jr, W.J., Hallett, J.P., Leak, D.J., Liotta, C.L., Mielenz, J.R., Murphy, R., Templer, R., Tschaplinski, T. The Path Forward for Biofuels and Biomaterials. Science. 311 484 (2006).
  4. Demirbas, A. Bioethanol from Cellulosic Materials: A Renewable Motor Fuel from Biomass. Energy Source. 27 327-337 (2005).
Tags

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0:00

Overview

1:17

Principles of Biofuel Production

2:46

Sample Preparation

3:52

Enzymatic Digestion and Fermentation

4:55

Applications

7:14

Summary

此集合中的视频:

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原料 乙醇生产
锯末 0.70%
玉米秸秆 0.60%
纸板