本文摘选自文献：《利用厨余垃圾制备生物燃料乙醇的工艺技术》厨余垃圾是一类高含有机质和高含水量（80%~88%）且极易腐烂变质的污染物，又是具有可利用价值的资源。此外，困扰全世界的除了环境污染，能源供应不足的问题也迫在眉睫。乙醇
本文摘选自文献：《利用厨余垃圾制备生物燃料乙醇的工艺技术》
厨余垃圾是一类高含有机质和高含水量（80%~88%）且极易腐烂变质的污染物，又是具有可利用价值的资源。此外，困扰全世界的除了环境污染，能源供应不足的问题也迫在眉睫。
乙醇就是一种极具潜力的生物燃料，与传统的化石燃料相比，具有比热值高，不产生有毒气体（例如NOX、硫化物等），同时也可减少温室效应带来的影响。
在一般情况下乙醇是靠富含淀粉与纤维素的小麦、玉米等粮食作物发酵提取，并且目前已有研究表明，可以利用秸秆等废弃农作物进行乙醇生产。
厨余垃圾富含淀粉等碳水化合物以及蛋白质、脂类等营养物质，而这些都是乙醇发酵极佳的原材料，同时也为微生物的生长繁殖提供了适应的环境。
目前工业上主要是利用酵母菌发酵产乙醇，即在厌氧环境中，葡萄糖转化为乙醇，同时释放少量能量的过程。其特点为酵母菌发酵能力较强，乙醇产率较高，且酵母菌具有一定的乙醇耐受性。
厌氧发酵过程图
微生物先把厨余垃圾中的部分有机质转化成可发酵糖，然后将其作为乙醇发酵的碳水化合物。
其次发酵过程不需要额外添加营养物，仅靠其中微生物对厨余垃圾的发酵作用，就可以提取出乙醇，这恰恰也说明了厨余垃圾营养含量丰富，其本身的营养物质就足够菌体自身生长与繁殖需要。
所以厨余垃圾是一种可以用来制备生物燃料乙醇的潜在优质的生物质资源。
厨余垃圾制备生物燃料乙醇的发酵工艺技术有哪些？
以不同营养物质主导的餐厨垃圾发酵工艺略有不同，对于淀粉质原料需要经历除杂、粉碎、蒸煮、糖化、发酵、蒸馏等阶段，糖原料则只需要稀释、酸化、灭菌和发酵等过程，而木质纤维素原料则需要通过预处理、纤维素酶解、发酵和蒸馏纯化等环节，才能得到用于汽车发动机的燃料乙醇。
以木质纤维素为底物制备乙醇是目前的研究重点，以其为原料的发酵工艺主要有五种：直接发酵法、分步糖化发酵技术、同步糖化发酵技术、联合生物加工和固定化细胞技术。
糖化发酵工艺的五种形式
1.直接发酵法
直接发酵法是指无需经过酶解等预处理，就能直接利用酵母菌发酵产乙醇。
传统的直接发酵法存在工序复杂、机械耗能大等问题，在此基础上通过基因工程技术构建能够高水平分泌表达的重组工程菌株，进行木薯发酵产乙醇。
2.分步糖化发酵技术
该发酵工艺的酶解和发酵两个阶段分别处于最适温度和最适 pH 条件下，从而期望发挥菌种各自最大的生产力。
该技术主要是利用木质纤维素制备乙醇，将糖化与发酵过程分开进行，具体过程是纤维底物经过纤维素酶的糖化，降解成可供发酵的单糖，然后酵母菌再将其发酵成乙醇。
3.固定化细胞技术
利用物理或化学方法将高活性游离态细胞固定在固相载体上，使细胞始终保持催化活性并快速繁殖，形成高浓度的酒化酶系，从而提高乙醇发酵速率。
固定化酵母与游离酵母乙醇发酵主要指标对比表
4.同步糖化发酵技术
将糖化和发酵两过程同时进行，降低基底浓度，在一定程度上消除了不断产生的葡萄糖对酶的反馈抑制作用，有利于微生物生长以及乙醇合成。
5.联合生物加工
在单一或混合菌种作用下，将纤维素酶生产与水解糖化以及戊糖己糖发酵产乙醇高度浓缩在单一步骤中的生物加工过程。
该技术的关键问题在于能否构建出能够完成多种生化反应过程的酶系统，使得纤维素原料通过一个工艺环节就能转变成所需要的产物乙醇。
糖化发酵工艺优缺点比较
未来制备乙醇的发酵技术会主要集中于选育菌种和发酵工艺的优化工作，同时在传统的五种发酵工艺基础之上，会更广泛地联合基因工程以及射线辐射等领域对菌种进行重组改造。
即使基因工程和辐照等技术在厨余垃圾制备乙醇的工业化生产中的应用还不成熟，但是这些技术确实为生物燃料乙醇的生产提供了前所未有的发展机遇，为环境保护和能源再生做出重要贡献。
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