[科普中国]-原料

原料是指经过加工制造就可以成为产品的材料，如矿产品和农产品，其价格往往是标准价格或按质论价。

概念用于进一步加工的材料即为原料，可以是其它加工过程的产物，也可以是自然界自然界生长或自然形成的产物。

没有经过加工制造的材料。

1.没有经过加工制造的材料。例如冶炼金属的矿砂，用以纺织的棉花，制造面粉的小麦，都是原料，是经过人类劳动取得的劳动对象。

周而复《上海的早晨》第四部五八：“原料，国家控制了。市场，国家管理了。”

2. 指未经加工整理的素材。

柯灵《真实、想象和虚构》：“生活却只是一种粗糙的原料，恰如未经熔炼的金沙。”

3. 比喻能产生新事物的条件。

梁启超《国民十大元气论》：“故独立性者，孕育世界之原料也。”

4.指未经加工整理的素材。

5.比喻能产生新事物的条件。

不同原料使用实例不同原料制备生物柴油生命周期能耗与石化柴油比较，大豆和油菜籽制生物柴 油生命周期整体能源消耗与石化柴油基本相当；光皮树和麻疯树制生物柴油的生命周期整体能源消耗比石化柴油低约10%；所有原料制生物柴油生命周期化石能源消耗显著降低，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体能源消耗、化石能源消耗、生命周期能源效率，化石能效比。

可见，生产1MJ能量的柴油，生命周期整体能源消耗和化石能源消耗分别为1. 260733MJ和1. 256407 MJ,生命周期整体能源效率和化石能效比分别为79. 32%和0. 796。由于柴油的生产原料是化石能源，其生命周期化石能效比与整体能源效率基本相同。与石化柴油比较，大豆和油菜籽制生物柴油的生命周期整体能源消耗与石化柴油基本相当； 光皮树和麻疯树制生物柴油的生命周期整体能源消耗降低约10% 。在大豆、油菜籽、光皮树和麻疯树4种生产原料中，大豆制生物柴油的生命周期整体能源消耗最高，麻疯树制生物柴油的生命周期整体能源消耗最低。

在生物柴油的生命周期过程中，生物柴油生产是生物柴油生命周期过程中产生整体能源消耗的主要阶段，其产生的整体能源消耗占生命周期整体能源消耗的83%～97% 。其次是原料种植和原料油生产阶段，分别占生命周期整体能源消耗的12%和3%。因此，降低生物柴油生产过程中的整体能源消耗是降低其生命周期整体能源消耗的主要途径。另外，由于光皮树和麻疯树是野生木本植物，其原料种植阶段的整体能源消耗近似为零。

原料种植、原料油生产和生物柴油生产是产生化石能源消耗的主要阶段。其中，大豆和油菜籽种植阶段产生的化石能源消耗分别占其生命周期化石能源消耗的55%和52%，光皮树和麻疯树原料种植阶段的化石能源消耗近为零； 大豆油和菜籽油生产阶段产生的化石能源消耗占生命周期化石能源消耗的 13%，光皮树油和麻疯树油生产阶段产生的化石能源消耗分别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、光皮树和麻疯树制生物柴油生命周期各阶段产生的排放占其生命周期相应总排放的百分比分别可见，大豆制生物柴油和油菜籽制生物柴油生命周期各阶段产生的排放差别不大，在其生命周期过程中，HC、 CO和NOx排放主要产生在车辆使用阶段； PM10排放主要产生在车辆使用、原料种植和生物柴油生产阶段，SOx和CO2排放主要产生在原料种植和生物柴油生产阶段

光皮树和麻疯树制生物柴油生命周期各阶段产生的排放差别不大，在其生命周期过程中，HC、 CO和NOx排放主要产生在车辆使用阶段；PM10排放主要产生在车辆使用和生物柴油生产阶段，SOx和CO2排放主要产生在原料油生产和生物柴油生产阶段。

由于生物柴油中不含硫，发动机燃用生物柴油时，将不产生SOx排放，生物柴油生命周期车辆使用阶段的SOx排放为零。而且，生物柴油燃烧和生物柴油原料生产形成了一个相对较快的碳循环，即：生物柴油在发动机气缸中燃烧，释放CO2； 同时，大豆、油菜籽、光皮树、麻疯树等生长过程中通过光合作用吸收CO2，生产出生物柴油的原料。因此，认为生物柴油“车辆使用”阶段排放的CO2与“原料生产”阶段吸收的CO2相平衡。1

纤维素原料生产燃料酒精的技术现状介绍了纤维素发酵生产燃料酒精在世界各国的发展状况，同时比较纤维素生产燃料酒精生产工艺中的预处理、水解和发酵等关键工艺环节的技术特点，并讨论了该技术今后的发展方向。2

物理法

纤维素原料通过研磨可以使物料的尺寸变小，结晶性(度)降低，平均聚合度变小，物料的水溶性组成分增加。高压蒸汽爆碎技术是比较有效、 低成本和无污染的新技术。向装有植物纤维物质的压力罐通入高压蒸汽，使罐温度达到200-240℃左右，维持较短时间(0.5-20min)后，突然减压将物料喷出，使物料爆碎。在高温条件下，原料中的半纤维素会迅速分解释放出有机酸，进而发生自水解作用而可溶化。2

化学法

在稀酸水解过程中，由于稀酸的作用，半纤维素首先被水解得到五碳糖，再经木酮糖发酵过程可产出酒精；同时纤维素的结晶结构被破坏、原料疏松化、可发酵性提高。氢氧化钠处理可以使木质素的结构裂解，半纤维素部分溶解，纤维素则因水化作用而膨胀。纤维素的结晶度也有所降低。液氨处理能改善纤维碱化、羧甲基化和酶解反应活性，效果显著，但成本相对较高。采用有机溶剂或其水溶液，与无机酸催化剂混合，催化分解纤维素原料，除去原料中的木质素和半纤维素，使得被包裹的纤维素活化并部分解体，提高纤维素酶的可及性。2

物理化学预处理法

常用于降解木质素的微生物有白腐菌、 褐腐菌、软腐菌等真菌。由于成本低和设备简单，生物法预处理具有独特的优势，可用专一的木质素酶处理原料，分解木质素和提高木质素消化率。此种方法虽然在试验中取得了一定的成功，但还停留在实验阶段。2

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所