海带裂解工艺选择
1、概述
海带（Laminaria japonica ），又名纶布、昆布、江白菜，是多年生大型食用藻类。

藻体为长条扁平叶状体，褐绿色，有两条纵沟贯穿于叶片中部，形成中部带，一般长1.5～3 m ，宽15～25 cm ，最长者可达6 m ，宽可达50 cm 。

海带生于海边低潮线下2 m 深度的岩石上，人工养殖生长在绳索或竹材上，是我国、日本、朝鲜等东方人喜欢食用的经 济藻类。

我国海带养殖已发展成大规模产业，从辽宁一直到广东沿海，产量约占世界海藻的50％，居世界第一位。

2、海带主要成分
海带中各类元素和化合物的含量根据种属的不同，生长地的不同，季节变化而不同。

表2.1列出了在一般情况下，海带主要有机物成分的范围。

从表2.1中可以看出，海带不含木质素，易降解碳水化合物含量高，主要为葡聚糖（褐藻淀粉、纤维素）、甘露醇和褐藻酸。

3、海藻主要裂解方法
海藻（海带） 酶解 微波裂解 （酸）水解 还原糖等 生物油、焦炭等 破坏藻体
的细胞壁、
海带多糖、
海藻肥等 细胞生长 厌氧发酵
现阶段关于海藻（海带）的裂解方法的研究主要集中在酶解、微波裂解和（酸）水解等。

3.1微波裂解
目前报道的对海藻热裂解技术大都集中于微波裂解。

由于微波裂解具有高效快速、节能省电、选择性、无污染和易控制等优点，而使其成为目前最有发展潜力的热裂解技术，因而是生物质热裂解技术研究发展的一个重要方向。

海藻的裂解过程大致可以分成3个阶段：脱水和干燥阶段，快速裂解阶段和缓慢裂解阶段。

在热解升温过程的开始有一干燥和初挥发阶段，水分和少量的小分子物质从海藻中逸出；随着温度的继续升高，海藻开始发生分解反应，导致剧烈失重；当反应温度高于650 ℃左右，热分解反应己基本完成，剩余物质开始炭化，进入缓慢失重阶段。

总体趋势是，随着微波功率的增大，物料的转化率增大，固体剩余物减少，气体和液体产物量增大。

3.2酶解
由于海带细胞壁的结构特性，通过添加纤维素酶，纤维素酶能有效地破坏藻体的细胞壁，使其有效成分如褐藻多糖得以容易溶出，以便被后续工艺中发酵菌等菌种有效地
多糖得率的同时保持有效物质的结构和活性，但耗时较长。

3.3（酸）水解
稀硫酸水解生物质的化学方法被认为是比较简单、高效的方法，用硫酸水解海带不仅可提高还原糖的水解效率，同时还会降低海带水解液的黏度，有助于细胞生长和生物
乙醇的后期发酵。

其工艺流程如下
稀硫酸在一定条件下能够有效水解海带多糖（褐藻糖胶、海带淀粉、褐藻胶）成为能够被微生物所利用的单糖或者低聚糖，其中水解液主要以还原糖六碳糖为主。

海带水解液中的还原糖主要有：葡萄糖、半乳糖、葡糖醛酸、木糖、甘露糖、岩藻糖，甘露醇不是还原糖但却是海带的主要成分之一。

4、拟选择方法：（酸）水解
根据实验目的：得到能被微生物利用的海藻裂解营养液。

显然微波裂解等热裂解技术不适用本实验。

另由于酶解法中各种酶的添加增加了成本，并且工艺耗时较长，故拟选取（酸）水解工艺作为获得海藻裂解液的主要方法。

（酸）水解海藻（海带）是一种简单、高效的方法，本实验将认真探讨水解温度、酸浓度、水解时间、配料比等因素对水解效果的影响，优化条件，得到一个适合本实验的技术路线。