精品生物炼制.docx

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精品生物炼制

生物炼制复习题

生物基平台化合物中文名及其化学结构式

填空题

生物炼制中的转化反应式

简答

生物基平台化合物中文名及其化学结构式

3—HPA3—羟基丙酸

DMF二甲基甲酰胺

DMSO二甲基亚砜

THF四氢呋喃

HMF5—羟甲基糠醛

MTHF甲基四氢呋喃

BHT2,6—二叔丁基—4-甲基苯酚

3—HBL3-羟基-γ—丁内酯

LEVA乙酰丙酸

FDCA呋喃二酸

TOP12

3—HPA3-羟基丙酸

丁二酸

FDCA呋喃二酸

LEVA乙酰丙酸

ASP天门冬氨酸

葡萄糖二酸

GIU谷氨酸

衣康酸

3-HBL3-羟基—γ-丁内酯

GI甘油

Sorb山梨醇

木糖醇

填空

1.生物炼制：

以可再生的生物质为原料，经过生物、化学、物理方法或这几种方法集成的方法，生产一系列化学品、材料与能源的新型工业模式。

2。

生物催化

化学催化

物理方法

燃料

生物质热、电化学品

材料

生物合成平台

3.写出五种单糖

D—葡萄糖D-甘露糖D—半乳糖木糖L-阿拉伯糖

4.木质纤维素化学组成（纤维素、半纤维素、木质素）

结构特点:

直链，氢键作用强,成晶体，难水解

木质素和纤维素之间通过化学键相连

5.

对松柏醇对芥子醇对香豆醇

6。

木质纤维素预处理（Pretreatment）

三个主要目的:

1。

除去木质素的阻碍，增加纤维可接触度

2.分出半纤维和半纤维水解而产的混合糖

3。

减少纤维结晶度，促进纤维素的水解

4.不增加糠醛等对后续发酵有影响的物质

蒸汽爆破法

优点:

木质生物资源的蒸汽爆破预处理方法可有效地分离出活性纤维

不用或少用化学药品,对环境无污染

近年来研究得较多，技术成熟

稀酸水解法

优点：

成本：

低,主要是稀硫酸

操作：

很少的设备腐蚀

工业化:

有大规模工业应用潜力，IOGEN公司中试所采用的方法。

实际的效果：

完全能达到预处理目的

缺点:

酸的中和带来无机物污染

后续的纤维水解酶价格高

酸水解后半纤维水解混合糖的利用（涉及浓度高低问题）

酸处理副产物糠醛等对发酵影响

（1）蒸汽爆破法

（2）稀酸水解法（3）低温氨爆破法

（4）二氧化碳爆破法（5）球磨法（6）溶剂法

纤维素基产品链：

（1）葡萄糖

（2）山梨醇（3）葡糖苷（4）果糖

（5）乙醇（6）羟甲基糠醛（HMF）（7）乙酰丙酸

生物炼制的原料和产品

生物炼制原料：

木质纤维素（纤维素、半纤维素、木质素）

糖基化学品（淀粉、单糖、多糖）

生物基油脂

蛋白基材料

生物炼制产品：

生物能源：

燃料乙醇、生物柴油、微藻能源、生物制氢

生物基材料：

纤维、塑料、橡胶

生物基化学品：

大宗平台化合物和精细化学品

粗豆油纯化过程可以得到植物化学品：

脱胶—卵磷脂，黏土脱色—叶绿色，水蒸气蒸馏脱臭——甾醇和生育酚，精制—脂肪酸。

生物炼制中转化反应方程式

糠醛制备尼龙66

D-果糖转化成2—氨甲基-5—羟甲基呋喃

油酸转化成10-羰基硬脂酸

甘油转化成环氧氯丙烷

D-葡萄糖转化为异山梨醇

果糖转化为FDCA

果糖转化为LEVA

木糖转化为THF

Guerbet反应

副反应有Cannizzaro反应

（两分子醛歧化为醇和羧酸）和Tishchenko反应.

除用于软化剂,还可以用于增塑剂或润滑剂的组分

两步法制备生物柴油工艺

第一步：

将含有游离脂肪酸的甲醇经酸催化酯化生成上层含脂肪酸甲酯和甘油三酯的均相，下层为水，硫酸和甲醇的混合液（一部分通入D中,一部分通入D红）

第二步：

将第一步产生的上层溶液通入含有甲醇和氢氧化钠的A中经行酯交换反应，生成上层含有碱液的脂肪酸甲酯，下层为甘油和甲醇的混合液（通入D中）

第三步：

将第二步产生的上层溶液与第一步的下层溶液混合（硫酸中和碱），通入D红中，则上层生成了中性的脂肪酸甲酯，即生物柴油

下层为水，硫酸钠，甘油,甲醇的混合溶液（通入D中）

第四步，D中提取甲醇，得到精制甘油。

简答题：

1。

纤维素乙醇的生产技术

生物化学法

——纤维素水解成可发酵单糖，进而通过微生物发酵生成燃料乙醇

热化学法

——将生物质通过热转化过程生成合成气，再通过化学合成或微生物发酵生成燃料乙醇。

SHF：

分布水解和发酵工艺

SSF：

同步糖化发酵工艺

SSCF：

同时糖化和共发酵工艺

CPB:

统和生物工艺

生物化学法技术瓶颈

—原料预处理技术

-低成本的纤维素酶制备

-纤维素酶解和糖发酵技术

—C5糖和木质素的综合利用技术

生物柴油定义

植物油、动物油、废餐饮油等原料油与甲醇（或乙醇）经酯交换反应而得的长链脂肪酸甲（乙）酯。

无毒、可生物降解、可再生的清洁燃料。

能与柴油以任意比例混合或直接在柴油机上使用.

能减少温室气体排放（60%）、降低空气污染。

被称作“液体太阳能燃料”和“绿色燃料”。

转酯化生产工艺

碱催化工艺,酸催化工艺，两步法工艺

酶催化工艺，多相催化工艺，工程微藻工艺

油脂的组成和化学结构

油脂是由多种高级脂肪酸如硬脂酸、软脂酸或油酸等跟甘油生成的甘油酯。

R1、R2、R3相同，这样的油脂称为单甘油酯。

R1、R2、R3不相同，就称为混甘油酯。

反式脂肪酸危害：

降低记忆力,容易发胖易引发冠心病，容易形成血栓，影响生长发育

皂化反应

碱催化水解：

皂化反应-油脂在碱性条件下水解，生成高级脂肪酸盐的水解反应.

盐析-加入食盐使高级脂肪酸钠析出的过程。

不饱和C上的化学转化

氧化反应

过渡金属催化合成芳香族化合物

烯烃复分解反应（OlefinMetathesis）

周环反应

自由基加成反应

路易斯酸诱导的阳离子加成反应

反极性不饱和脂肪酸的亲核加成反应

氧化反应：

化学—酶法可以抑制环氧化物产物的开环反应，选择性高

添加5％游离脂肪酸

促进过氧酸中间体形成

抑制甘油单酯和双酯生成

氧化裂解

甘油单酯的酶催化合成

基于二聚酸的二聚二元醇（dimerdiols）

月桂酸肉豆葵酸棕榈酸

硬脂酸花生酸

油酸

（Oleicacid）、亚油酸

（linoleicacid）、亚麻酸

（linolenicacid）

微藻生物能源工艺流程图