[科普中國(guó)]-原料

原料是指經(jīng)過(guò)加工制造就可以成為產(chǎn)品的材料，如礦產(chǎn)品和農(nóng)產(chǎn)品，其價(jià)格往往是標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格或按質(zhì)論價(jià)。

概念用于進(jìn)一步加工的材料即為原料，可以是其它加工過(guò)程的產(chǎn)物，也可以是自然界自然界生長(zhǎng)或自然形成的產(chǎn)物。

沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工制造的材料。

1.沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工制造的材料。例如冶煉金屬的礦砂，用以紡織的棉花，制造面粉的小麥，都是原料，是經(jīng)過(guò)人類(lèi)勞動(dòng)取得的勞動(dòng)對(duì)象。

周而復(fù)《上海的早晨》第四部五八：“原料，國(guó)家控制了。市場(chǎng)，國(guó)家管理了。”

2. 指未經(jīng)加工整理的素材。

柯靈《真實(shí)、想象和虛構(gòu)》：“生活卻只是一種粗糙的原料，恰如未經(jīng)熔煉的金沙?！?/p>

3. 比喻能產(chǎn)生新事物的條件。

梁?jiǎn)⒊秶?guó)民十大元?dú)庹摗罚骸肮湿?dú)立性者，孕育世界之原料也。”

4.指未經(jīng)加工整理的素材。

5.比喻能產(chǎn)生新事物的條件。

不同原料使用實(shí)例不同原料制備生物柴油生命周期能耗與石化柴油比較，大豆和油菜籽制生物柴 油生命周期整體能源消耗與石化柴油基本相當(dāng)；光皮樹(shù)和麻瘋樹(shù)制生物柴油的生命周期整體能源消耗比石化柴油低約10%；所有原料制生物柴油生命周期化石能源消耗顯著降低，生命周期HC、 CO、 PM10、 SOx和CO2排放降低，NOx排放升高。1

生命周期能源消耗

柴油及不同原料制生物柴油生命周期整體能源消耗、化石能源消耗、生命周期能源效率，化石能效比。

可見(jiàn)，生產(chǎn)1MJ能量的柴油，生命周期整體能源消耗和化石能源消耗分別為1. 260733MJ和1. 256407 MJ,生命周期整體能源效率和化石能效比分別為79. 32%和0. 796。由于柴油的生產(chǎn)原料是化石能源，其生命周期化石能效比與整體能源效率基本相同。與石化柴油比較，大豆和油菜籽制生物柴油的生命周期整體能源消耗與石化柴油基本相當(dāng)； 光皮樹(shù)和麻瘋樹(shù)制生物柴油的生命周期整體能源消耗降低約10% 。在大豆、油菜籽、光皮樹(shù)和麻瘋樹(shù)4種生產(chǎn)原料中，大豆制生物柴油的生命周期整體能源消耗最高，麻瘋樹(shù)制生物柴油的生命周期整體能源消耗最低。

在生物柴油的生命周期過(guò)程中，生物柴油生產(chǎn)是生物柴油生命周期過(guò)程中產(chǎn)生整體能源消耗的主要階段，其產(chǎn)生的整體能源消耗占生命周期整體能源消耗的83%～97% 。其次是原料種植和原料油生產(chǎn)階段，分別占生命周期整體能源消耗的12%和3%。因此，降低生物柴油生產(chǎn)過(guò)程中的整體能源消耗是降低其生命周期整體能源消耗的主要途徑。另外，由于光皮樹(shù)和麻瘋樹(shù)是野生木本植物，其原料種植階段的整體能源消耗近似為零。

原料種植、原料油生產(chǎn)和生物柴油生產(chǎn)是產(chǎn)生化石能源消耗的主要階段。其中，大豆和油菜籽種植階段產(chǎn)生的化石能源消耗分別占其生命周期化石能源消耗的55%和52%，光皮樹(shù)和麻瘋樹(shù)原料種植階段的化石能源消耗近為零； 大豆油和菜籽油生產(chǎn)階段產(chǎn)生的化石能源消耗占生命周期化石能源消耗的 13%，光皮樹(shù)油和麻瘋樹(shù)油生產(chǎn)階段產(chǎn)生的化石能源消耗分別占其生命周期化石能源消耗的27%和24% 。1

生命周期排放

大豆、油菜籽、光皮樹(shù)和麻瘋樹(shù)制生物柴油生命周期各階段產(chǎn)生的排放占其生命周期相應(yīng)總排放的百分比分別可見(jiàn)，大豆制生物柴油和油菜籽制生物柴油生命周期各階段產(chǎn)生的排放差別不大，在其生命周期過(guò)程中，HC、 CO和NOx排放主要產(chǎn)生在車(chē)輛使用階段； PM10排放主要產(chǎn)生在車(chē)輛使用、原料種植和生物柴油生產(chǎn)階段，SOx和CO2排放主要產(chǎn)生在原料種植和生物柴油生產(chǎn)階段

光皮樹(shù)和麻瘋樹(shù)制生物柴油生命周期各階段產(chǎn)生的排放差別不大，在其生命周期過(guò)程中，HC、 CO和NOx排放主要產(chǎn)生在車(chē)輛使用階段；PM10排放主要產(chǎn)生在車(chē)輛使用和生物柴油生產(chǎn)階段，SOx和CO2排放主要產(chǎn)生在原料油生產(chǎn)和生物柴油生產(chǎn)階段。

由于生物柴油中不含硫，發(fā)動(dòng)機(jī)燃用生物柴油時(shí)，將不產(chǎn)生SOx排放，生物柴油生命周期車(chē)輛使用階段的SOx排放為零。而且，生物柴油燃燒和生物柴油原料生產(chǎn)形成了一個(gè)相對(duì)較快的碳循環(huán)，即：生物柴油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中燃燒，釋放CO2； 同時(shí)，大豆、油菜籽、光皮樹(shù)、麻瘋樹(shù)等生長(zhǎng)過(guò)程中通過(guò)光合作用吸收CO2，生產(chǎn)出生物柴油的原料。因此，認(rèn)為生物柴油“車(chē)輛使用”階段排放的CO2與“原料生產(chǎn)”階段吸收的CO2相平衡。1

纖維素原料生產(chǎn)燃料酒精的技術(shù)現(xiàn)狀介紹了纖維素發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精在世界各國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r，同時(shí)比較纖維素生產(chǎn)燃料酒精生產(chǎn)工藝中的預(yù)處理、水解和發(fā)酵等關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)的技術(shù)特點(diǎn)，并討論了該技術(shù)今后的發(fā)展方向。2

物理法

纖維素原料通過(guò)研磨可以使物料的尺寸變小，結(jié)晶性(度)降低，平均聚合度變小，物料的水溶性組成分增加。高壓蒸汽爆碎技術(shù)是比較有效、 低成本和無(wú)污染的新技術(shù)。向裝有植物纖維物質(zhì)的壓力罐通入高壓蒸汽，使罐溫度達(dá)到200-240℃左右，維持較短時(shí)間(0.5-20min)后，突然減壓將物料噴出，使物料爆碎。在高溫條件下，原料中的半纖維素會(huì)迅速分解釋放出有機(jī)酸，進(jìn)而發(fā)生自水解作用而可溶化。2

化學(xué)法

在稀酸水解過(guò)程中，由于稀酸的作用，半纖維素首先被水解得到五碳糖，再經(jīng)木酮糖發(fā)酵過(guò)程可產(chǎn)出酒精；同時(shí)纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)被破壞、原料疏松化、可發(fā)酵性提高。氫氧化鈉處理可以使木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)裂解，半纖維素部分溶解，纖維素則因水化作用而膨脹。纖維素的結(jié)晶度也有所降低。液氨處理能改善纖維堿化、羧甲基化和酶解反應(yīng)活性，效果顯著，但成本相對(duì)較高。采用有機(jī)溶劑或其水溶液，與無(wú)機(jī)酸催化劑混合，催化分解纖維素原料，除去原料中的木質(zhì)素和半纖維素，使得被包裹的纖維素活化并部分解體，提高纖維素酶的可及性。2

物理化學(xué)預(yù)處理法

常用于降解木質(zhì)素的微生物有白腐菌、 褐腐菌、軟腐菌等真菌。由于成本低和設(shè)備簡(jiǎn)單，生物法預(yù)處理具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可用專(zhuān)一的木質(zhì)素酶處理原料，分解木質(zhì)素和提高木質(zhì)素消化率。此種方法雖然在試驗(yàn)中取得了一定的成功，但還停留在實(shí)驗(yàn)階段。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

劉軍 - 副研究員 - 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所