本文關鍵詞：凹土微濾膜在纖維素酶發(fā)酵液澄清中的應用研究

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【摘要】：纖維素酶是纖維素水解酶的總稱,可以將木質纖維素水解成還原性糖,在生物質能源的利用中起著至關重要的作用。纖維素酶發(fā)酵液目前的澄清工藝主要有板框過濾、絮凝、離心分離等,這些傳統的工藝存在效率低、產品純度不高等問題。膜分離技術是一種新型的分離技術,以低能耗、環(huán)境友好等眾多優(yōu)點在生物質分離領域備受青睞。為了實現膜分離技術在纖維素酶發(fā)酵液澄清中的應用,本文從三個方面展開研究工作：凹土微濾膜處理纖維素酶發(fā)酵液的工藝、膜污染分析及其清洗再生方法、多通道凹土微濾膜制備及其在纖維素酶發(fā)酵液澄清中的應用：凹土微濾膜是一種以凹土納米纖維為分離層的新型低成本陶瓷分離膜。本章利用凹土微濾膜代替?zhèn)鹘y的纖維素酶發(fā)酵液板框分離方法,考察膜孔徑、操作條件對處理效果的影響,結果表明：在T=30±3℃,△P=0.1MPa,v=4m.s-1下,經0.12μm的凹土微濾膜澄清后的纖維素酶發(fā)酵液,滲透液濁度小于1.00 NTU,蛋白質截留率最高,纖維素酶酶活損失最小。與傳統的板框過濾和普通陶瓷膜相比,凹土微濾膜提高了濾液品質,降低了處理成本。膜污染是膜應用過程中的瓶頸問題,本章在系列阻力模型的基礎上,考察了操作條件對膜過濾過程中各部分污染阻力的影響,研究了被纖維素酶發(fā)酵液污染后凹土微濾膜的清洗再生方法。結果表明：可逆污染阻力(Rrev)在總阻力中(Rt)的所占比例較大,不可逆阻力(Rirr)所占比例較小。對于被纖維素酶發(fā)酵液污染后的凹土微濾膜,在低壓高速下,經過水沖洗和化學清洗后,通量可恢復至初始通量的90%。為進一步考察凹土微濾膜在纖維素酶發(fā)酵液中應用的可行性,本章制備了多通道凹土微濾膜,研究了涂膜時間對膜厚、膜表面形貌、膜滲透性能以及在纖維素酶發(fā)酵液中凹土微濾膜分離性能的影響。結果表明：隨著涂膜時間的增加,膜層厚度越厚,纖維層堆積越緊密,純水通量越小,Rif越小以致于在纖維素酶發(fā)酵液微濾實驗中的通量越大。
【關鍵詞】：凹土微濾膜 纖維素酶發(fā)酵液 膜污染 清洗
【學位授予單位】：寧夏大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ925;TQ028.8
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 文獻綜述7-19
• 1.1 引言7
• 1.2 纖維素酶及其生產技術7-11
• 1.2.1 纖維素酶的分類8
• 1.2.2 纖維素酶的主要用途8-9
• 1.2.3 纖維素酶的生產技術9-10
• 1.2.4 纖維素酶發(fā)酵液的分離純化10-11
• 1.3 膜分離過程11-13
• 1.3.1 膜分離過程的類型11
• 1.3.2 膜材料及膜制備技術11-12
• 1.3.3 膜分離過程在發(fā)酵工業(yè)的應用12-13
• 1.4 膜污染及控制方法13-17
• 1.4.1 膜污染13-15
• 1.4.2 影響膜污染的因素15-16
• 1.4.3 控制膜污染的方法16-17
• 1.4.4 污染膜的清洗17
• 1.5 本文的研究內容及目標17-19
• 第二章 凹土微濾膜澄清纖維素酶發(fā)酵液工藝19-35
• 2.1 引言19
• 2.2 實驗材料19-20
• 2.2.1 實驗原料19-20
• 2.2.2 儀器及設備20
• 2.3 實驗方法20-23
• 2.3.1 凹土微濾膜的制備20-21
• 2.3.2 纖維素酶發(fā)醇液的澄清21-22
• 2.3.3 分析測試方法22-23
• 2.3.4 纖維素酶濾液的濃縮23
• 2.4 凹土微濾膜的表征23-24
• 2.5 處理效果以及膜孔徑的影響24-26
• 2.6 操作參數對過濾效果的影響26-32
• 2.6.1 跨膜壓力的影響26-28
• 2.6.2 膜面流速的影響28-30
• 2.6.3 料液溫度的影響30-32
• 2.7 纖維素酶濾液的濃縮32-34
• 2.8 本章小結34-35
• 第三章 凹土微濾膜微濾纖維素酶發(fā)酵液阻力分析及清洗再生方法35-49
• 3.1 引言35
• 3.2 實驗材料及方法35-37
• 3.2.1 實驗原料35
• 3.2.2 實驗裝置35
• 3.2.3 阻力測定依據35-36
• 3.2.4 污染膜清洗方法36-37
• 3.3 跨膜壓差對阻力的影響37-38
• 3.4 膜面流速對阻力的影響38-39
• 3.5 各阻力與操作參數之間的關系39-40
• 3.6 水沖洗40-42
• 3.7 化學清洗42-46
• 3.7.1 清洗劑的選擇42-43
• 3.7.2 清洗時間、清洗劑濃度的確定43-45
• 3.7.3 清洗次序的確定45-46
• 3.8 不同清洗方式清洗后凹土微濾膜的能譜分析46-48
• 3.9 本章小結48-49
• 第四章 多通道凹土微濾膜制備及在纖維素酶發(fā)酵液澄清中的應用49-57
• 4.1 引言49
• 4.2 實驗材料及方法49-51
• 4.2.1 實驗原料49-50
• 4.2.2 儀器50
• 4.2.3 多通道凹土微濾膜的制備50
• 4.2.4 分析測試方法50-51
• 4.3 涂膜時間對多通道凹土微濾膜結構及性能的影響51-53
• 4.4 多通道凹土微濾膜形貌分析53
• 4.5 多通道凹土微濾膜的滲透性能53-54
• 4.6 多通道凹土微濾膜在纖維素酶發(fā)酵液澄清中的應用54-55
• 4.7 本章小結55-57
• 第五章 結論57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻59-66
• 個人簡介66

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