木質纖維素產生能源方法之探討
Journal
綠色油田在農業永續發展扮演的角色研討會專刊
Part Of
農業試驗所特刊第132號
Pages
103-113
ISBN
978-986-01-2649-5
Date Issued
2007-12
Date
2007-12
Author(s)
Abstract
再生能源種類甚多，利用作物產出能源是可行的方法之一種。玉米、大豆、大麥、小麥、稻米等大宗穀物雖可用於醱酵或加工產出能源，但會嚴重排擠供應人類與畜牧業的需要量。而作物之廢棄有機物含有豐富的木質纖維素，經醣化後可以供醱酵產製酒精與酵素等高經濟價值產物。自然界中木質纖維素 (lingocellulose) 主要是由纖維素、半纖維素及木質素依不同比例組合而成，互相之間糾纏而形成高度結晶性且複雜之結構，纖維素的成份是葡萄糖，而半纖維素的成份為木糖、甘露糖、阿拉伯糖及半乳糖。木質纖維素可以用高濃度酸低溫或是低濃度酸高溫水解為單醣，然後供微生物進行醱酵產出酒精；但是缺點為， 1. 酸性會對容器造成腐蝕， 2.使用高濃度酸水解需要用大量石膏等鹼性物質來調整酸鹼值， 3. 僅能釋出50-60% 理論值之單醣量， 4. 酸水解所產生的 furaldehydes 、 furfural 、5-hydroxymethyl-furfural 、有機酸及酚類化合物等會抑制酵母 (如 S. cerevisiae) 生長。另一方法是前處理破壞木質纖維素結構，方式有 1. 蒸氣爆破 （steam explosion） 、 2. 氨冷凍爆破 （ammonia free explosion） 、3. 鹼處理 （alkaline treatment） 及 4. 生物處理 （biological treatment） 等，經過前處理之木質纖維素以酵素或微生物醣化後，供酵母菌等微生物進行酒精醱酵 (separate hydrolysis and fermentation, SHF) ，或者是醣化作用與酒精醱酵兩者同時進行 (simultaneous saccharification and fermentation, SSF) 。從生產成本的角度來看，利用木質纖維素生產酒精是可行的，但還有幾點有待加強： 1.具高活性纖維素酶菌株之選用， 2.纖維素酶與 laccase （用於去除酚類化合物對酵母菌的抑制） 之價格不能太高， 3.開發多功能纖維素酶 (chimeric enzyme) ， 4.一種菌就能醱酵木質纖維素經醣化後產出的所有單醣， 5.增強酒精生產菌耐受木質纖維素水解物中有毒物質之能力。
Event(s)
綠色油田在農業永續發展扮演的角色研討會
Publisher
農業試驗所、中華永續農業協會
Type
conference paper
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Name
publication_no132_12.pdf
Size
966.13 KB
Format
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