一种生物燃料智能生产系统及方法技术方案

一种生物燃料智能生产系统及方法，基于木质纤维制备生物燃料的转化反应机理，分析木质纤维制备生物燃料的关键过程因素，给出全流程模拟，提供热电联产木质素利用体系，确定生物燃料价格，做出环境影响评估。系统包括以下部分，分子模拟模块、全流程模拟模块、预处理工段模块、酶水解发酵工段模块、分离纯化工段模块、热电联产工段模块、生物燃料价格确定模块、环境影响评价模块。本发明专利技术解决了目前技术没有统筹考虑生物燃料生产整体体系智能化及多功能化的问题，对于生物燃料的发展具有指导意义。对于生物燃料的发展具有指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种生物燃料智能生产系统及方法


[0001]本专利技术涉及生物质制备生物燃料领域，尤其涉及一种生物燃料智能生产系统及方法。

技术介绍

[0002]随着世界工业的发展以及全球人口的快速增加，化石燃料来来源地减少环境污染的加剧越来越严重。这就使得可再生能源，例如生物燃料受到世界广泛关注。生物燃料包括生物乙醇，生物柴油等。生物乙醇得到了大量研究和生产，技术不断进步。
[0003]木质纤维素类生物质是由纤维素、木质素和半纤维素形成的复杂结构。三种成分的百分比组成因生物质原料来源而有差异。纤维素由通过1,4糖苷键连接的β
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D
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吡喃葡萄糖单体的线性聚合物链组成，其长度也可以达到一千多个葡萄糖单位，纤维二糖是其重复单元。纤维素链由大约1000个D
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葡萄糖单元组成，这些单元排列在微纤丝中。这些纤丝形成具有氢键的木质纤维素基质，这使其结构非常坚固和紧凑。
[0004]低共熔溶剂是新型的绿色溶剂，具有可设计、方便制备、绿色环保等优点，被广泛用于生物质预处理领域，是目前的研究热点。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物燃料智能生产系统及方法，其特征在于：基于木质纤维制备生物燃料的转化反应机理，分析木质纤维制备生物燃料的关键过程因素，给出全流程模拟，提供热电联产木质素利用体系，确定生物燃料价格，做出环境影响评估；系统包括以下部分，分子模拟模块、全流程模拟模块、预处理工段模块、酶水解发酵工段模块、分离纯化工段模块、热电联产工段模块、生物燃料价格确定模块、环境影响评价模块；包括下列步骤：S01分子模拟模块：构建木质纤维生物质分子模型和低共熔溶剂分子模型，在B3LYP
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D3(BJ)/6
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311G**下进行结构优化，然后基于优化过的结构在B3LYP
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D3(BJ)/6
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311G**下进行能量优化，生成拓扑文件：GCenFF生成Gromacs Topol文件用于CHARMM36力场，输出保存为PTT.mol2文件，上传mol2文件，打开linux系统，对优化后得到的分子的chk文件转换为fch文件，启动Multiwfn；使用分子动力学初始结构构建程序Packmo将单体结构按预期数量和比例放置在低密度的盒子中，对箱体的三个方向采用周期边界条件(PBC)，以保证箱体内粒子数量恒定；使用恒温器和Nose
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Hoover压力调节器分别控制温度和压力。在298K的条件下进行了50000步的模拟，使系统能量最小。在298K和1bar的压力，然后逐渐加热到规定的温度。在达到所需的温度后，用NVT体系合成分子进行限制性的MD，以固定分子结构片段，最后在403K处进行持续时间为50ns的长时间MD模拟；对分子动力学(MD)模拟后的轨迹计算相互作用能：命令：gmx make_ndx
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f md.gro；把md.mdp文件里设置能量组，如energygrps＝BLZ DLZ.......；计算分子之间的非键相互作用能，计算静电相互作用(Eelec)和范德华相互作用(EvdW)的总和；获得分子之间的相互作用关系；获得不同反应温度和不同低共熔溶剂摩尔配比的作用效果，得出径向分布函数RDF信息和空间分布函数信息SDF；得出静电势能图信息和范德华势能图信息；其中优选地，木质纤维生物质分子模型为半纤维素模型和木质素碳水化合物链接键LCC模型，低共熔溶剂分子模型为盐酸胍(CH6ClN3)或氯化胆碱(C5H14NCl)和乳酸形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐环斐，葛瀚文，朱宝平，徐阳，王胜林，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：