本文關(guān)鍵詞：超聲波技術(shù)應(yīng)用于植物木質(zhì)纖維素預(yù)處理及酶水解的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《湖南大學(xué)》 2010年

稻草經(jīng)超聲波輔助預(yù)處理后酶解過程的動(dòng)力學(xué)研究

魯愛華  

【摘要】： 面對日益嚴(yán)重的能源危機(jī)以及環(huán)境問題,以植物木質(zhì)纖維素為原料生產(chǎn)燃料酒精成了解決這些問題并保持社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的一條重要途徑。目前,雖然關(guān)于植物木質(zhì)纖維素原料的預(yù)處理和酶水解過程已經(jīng)有了很多研究,但這些研究大多采用常規(guī)預(yù)處理以及酶水解方法,而以稻草作為植物木質(zhì)纖維素原料,將超聲波技術(shù)用于植物木質(zhì)纖維素的預(yù)處理以及酶水解過程動(dòng)力學(xué)模型報(bào)道較少。 本文選擇功率為120W、處理時(shí)間為30 min,分別對稻草進(jìn)行超聲波輔助酸堿預(yù)處理,與傳統(tǒng)化學(xué)預(yù)處理后稻草的主要化學(xué)組成相比較,發(fā)現(xiàn)超聲波技術(shù)輔助酸堿預(yù)處理可以更為有效的去除半纖維素和木質(zhì)素,提高了纖維素含量,縮短糖化時(shí)間。為進(jìn)一步研究超聲波輔助預(yù)處理對稻草糖化的影響,在一系列試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,建立了稻草酶水解動(dòng)力學(xué)模型。結(jié)果表明,稻草(分別經(jīng)堿、超-堿、酸、超-酸處理)糖化過程模型參數(shù)米氏常數(shù)KM,速率常數(shù)k和抑制常數(shù)KI均不同,KM分別為17.55 g·L-1,14.14 g·L-1,15.29 g·L-1,15.80 g·L-1;k分別為15.30 h-1,21.32 h-1,13.40 h-1,15.42 h-1;抑制常數(shù)KI變化不明顯分別為2.31 g·L-1,2.08 g-L-1,1.81 g-L-1,1.85 g·L-。本模型及實(shí)驗(yàn)方法簡便可靠,有較好的擬合性,對稻草酶水解過程工程放大及過程控制都具有一定的參考價(jià)值。然后分別對這四種預(yù)處理方法處理后的稻草的主要化學(xué)組分進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過超聲波預(yù)處理的稻草其處理后的化學(xué)組分與單純酸堿預(yù)處理的稻草處理后的化學(xué)組分相比,均能有更多纖維素含量以及更少的半纖維素及木質(zhì)素含量。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：X712
【目錄】：

摘要5-6

Abstract6-9

插圖索引9-10

附表索引10-11

第1章 緒論11-33

1.1 能源和環(huán)境問題11-15

1.1.1 生物質(zhì)能和可持續(xù)發(fā)展11-13

1.1.2 燃料乙醇國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展意義13-15

1.2 木質(zhì)纖維素簡介15-18

1.2.1 纖維素16-17

1.2.2 半纖維素17

1.2.3 木質(zhì)素17-18

1.3 纖維素發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精工藝18-30

1.3.1 預(yù)處理19-24

1.3.2 纖維素水解24-27

1.3.3 纖維素發(fā)酵27-30

1.3.4 后處理30

1.4 纖維素制取燃料酒精的難點(diǎn)30

1.5 超聲波技術(shù)及其在纖維素預(yù)處理方面的應(yīng)用30-32

1.5.1 超聲波作用機(jī)制31-32

1.5.2 超聲波技術(shù)用于本研究領(lǐng)域32

1.6 本課題的研究目的與內(nèi)容32-33

第2章 超聲波輔助預(yù)處理后稻草化學(xué)組分分析33-42

2.1 前言33

2.2 材料和方法33-37

2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料33-35

2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法35-37

2.3 結(jié)果與討論37-40

2.3.1 稻草經(jīng)傳統(tǒng)預(yù)處理后主要化學(xué)組成比較分析37-38

2.3.2 稻草經(jīng)超聲波輔助酸、堿預(yù)處理后主要化學(xué)組成比較分析38-40

2.4 小結(jié)40-42

第3章 超聲波輔助預(yù)處理后稻草酶水解的動(dòng)力學(xué)方程42-54

3.1 前言42

3.2 材料和方法42-44

3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料42-44

3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法44

3.3 數(shù)學(xué)模型的建立44-53

3.3.1 纖維素酶水解動(dòng)力學(xué)44-45

3.3.2 模型建立的假設(shè)45

3.3.3 模型參數(shù)的求取45-51

3.3.4 模型計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較51-53

3.4 小結(jié)53-54

結(jié)論54-55

參考文獻(xiàn)55-63

附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63-64

致謝64

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【引證文獻(xiàn)】

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6 楊靜;蔣劍春;張寧;衛(wèi)民;趙劍;;稀堿法預(yù)處理對橡子殼酶水解效果的影響[J];可再生能源;2014年06期

7 陳軍偉;吉福增;;基于酶水解的高效生物質(zhì)乙醇生產(chǎn)過程的預(yù)處理技術(shù)[J];國際造紙;2014年03期

8 晏群山;武書彬;劉立國;楊尉;;弱堿性亞硫酸鹽法預(yù)處理蔗渣的研究[J];中國造紙學(xué)報(bào);2012年02期

9 程卉,于文柱,王鈺娟;硅膠吸附預(yù)處理法測定水和廢水中氨氮[J];黑龍江環(huán)境通報(bào);2000年03期

10 吳艷萍;袁玉菊;吳韋燊;周傳河;吳正云;楊健;;丟糟秸稈混料降解中NaOH-過氧乙酸預(yù)處理的研究[J];食品工業(yè);2014年02期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 高龍;周義德;楊瑞梁;王慧;;噴氣織機(jī)用壓縮空氣吸氣預(yù)處理的節(jié)能性分析[A];全國紡織企業(yè)空調(diào)除塵系統(tǒng)節(jié)能工作會(huì)議論文集[C];2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張亞甜;氨化預(yù)處理對稻草和玉米秸厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣性能影響的試驗(yàn)研究[D];北京化工大學(xué);2013年

2 王修勝;木質(zhì)纖維素生物質(zhì)預(yù)處理與水解過程的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華東理工大學(xué);2011年

3 張佳;NaOH預(yù)處理后的玉米秸纖維素酶水解效果試驗(yàn)研究[D];北京化工大學(xué);2013年

4 沈志強(qiáng);輻照預(yù)處理提高小麥秸稈酶解產(chǎn)糖的研究[D];湖南大學(xué);2008年

5 魯愛華;稻草經(jīng)超聲波輔助預(yù)處理后酶解過程的動(dòng)力學(xué)研究[D];湖南大學(xué);2010年

6 胡麗燕;基于預(yù)處理方法的流動(dòng)數(shù)值模擬研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

7 羅晶;物理預(yù)處理秸稈菌群發(fā)酵工藝研究[D];天津理工大學(xué);2011年

8 柯靜;擔(dān)子菌—堿預(yù)處理秸稈工藝研究[D];華中科技大學(xué);2008年

9 黃婷;弱堿預(yù)處理對麥草化學(xué)成分及酶水解性能的影響[D];南京林業(yè)大學(xué);2012年

10 顧張麗;連續(xù)式中壓蒸汽爆破預(yù)處理設(shè)備的研究[D];華東理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：超聲波技術(shù)應(yīng)用于植物木質(zhì)纖維素預(yù)處理及酶水解的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：239264