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。

【摘要】： 面對日益嚴重的能源危機以及環(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卻未見報道。 本文首先優(yōu)化選擇了酸(H_2SO_4)預(yù)處理法、堿(NaOH)預(yù)處理法、酸-超聲波聯(lián)合預(yù)處理法、堿-超聲波聯(lián)合預(yù)處理法四種預(yù)處理方法的最佳條件,發(fā)現(xiàn)酸堿處理濃度均為2.0%,時間均為60min,而應(yīng)用超聲波采取的功率均為120W,時間均為30min。 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。 接下來對經(jīng)過四種方法預(yù)處理以后的稻草進行了糖化水解的條件正交優(yōu)化,得出了四種方法最終的最佳工藝條件均為: pH值4.8,溫度45℃,酶濃度20mg·g~(-1)。然后對最佳工藝條件下的糖化水解過程進行了觀察并分析,發(fā)現(xiàn)酸-超聲波預(yù)處理以及堿-超聲波預(yù)處理后的稻草均能在最佳工藝條件下經(jīng)過108h以后達到穩(wěn)定的還原糖濃度,并達到最大值,分別為26.4 g·L~(-1)及33.0 g·L~(-1),而單純酸預(yù)處理以及堿預(yù)處理后的稻草要經(jīng)過120h才能使還原糖濃度穩(wěn)定并達最大值,分別為26.2 g·L~(-1)及32.7 g·L~(-1)。 最后對四種預(yù)處理方法處理后的稻草糖化水解液的主要化學(xué)成分進行了分析,總的來看,引用超聲波預(yù)處理稻草的糖化水解效果要優(yōu)于傳統(tǒng)單純的酸、堿預(yù)處理法,能使糖化水解液中有更多的葡萄糖濃度以及更少的木糖濃度,有利于提高發(fā)酵的效率,產(chǎn)生更多的酒精。
【關(guān)鍵詞】：植物木質(zhì)纖維素 稻草 超聲波 預(yù)處理 酶水解
【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】：2008
【分類號】：TQ352.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 第1章 緒論15-47
• 1.1 背景與意義15-18
• 1.1.1 能源危機與生物質(zhì)能15-16
• 1.1.2 燃料酒精及其應(yīng)用16-17
• 1.1.3 酒精的生產(chǎn)方法17-18
• 1.2 植物木質(zhì)纖維素及其生產(chǎn)酒精概述18-25
• 1.2.1 植物木制纖維素及其應(yīng)用現(xiàn)狀18-19
• 1.2.2 植物木制纖維素的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)19-22
• 1.2.3 植物木質(zhì)纖維素產(chǎn)酒精概述22-25
• 1.3 植物木質(zhì)纖維素的預(yù)處理25-32
• 1.3.1 植物木質(zhì)纖維素預(yù)處理的必要性及目的25
• 1.3.2 物理預(yù)處理法25-27
• 1.3.3 物理化學(xué)預(yù)處理法27-28
• 1.3.4 化學(xué)預(yù)處理法28-30
• 1.3.5 生物預(yù)處理法30-31
• 1.3.6 組合預(yù)處理法31-32
• 1.4 植物木質(zhì)纖維素的糖化水解32-38
• 1.4.1 酸水解32-33
• 1.4.2 酶水解33-38
• 1.4.3 熱解38
• 1.5 植物木質(zhì)纖維素的酒精發(fā)酵38-42
• 1.5.1 發(fā)酵原料凈化38
• 1.5.2 發(fā)酵菌的選擇與培育38-39
• 1.5.3 常用的發(fā)酵工藝39-42
• 1.5.4 后處理42
• 1.6 超聲波技術(shù)及其在化學(xué)及生物反應(yīng)中的應(yīng)用42-44
• 1.6.1 超聲波及其發(fā)展史42-43
• 1.6.2 超聲波作用機制43-44
• 1.6.3 超聲波技術(shù)特點及其在各個行業(yè)的應(yīng)用44
• 1.6.4 超聲波技術(shù)用于本研究領(lǐng)域44
• 1.7 模式底物的選擇44-45
• 1.8 本課題的研究目的與內(nèi)容45-47
• 第2章 酸及酸-超聲波預(yù)處理及其處理條件對處理后稻草主要化學(xué)組成的影響47-53
• 2.1 前言47-48
• 2.2 材料和方法48-49
• 2.2.1 材料與化學(xué)品48
• 2.2.2 酸預(yù)處理48
• 2.2.3 酸-超聲波預(yù)處理48
• 2.2.4 分析方法48-49
• 2.3 結(jié)果與討論49-52
• 2.3.1 酸預(yù)處理及其處理條件對處理后稻草主要化學(xué)組成的影響49-50
• 2.3.2 酸-超聲波聯(lián)合預(yù)處理及其處理條件對處理后稻草主要化學(xué)組成的影響50-52
• 2.4 小結(jié)52-53
• 第3章 堿及堿-超聲波預(yù)處理及其處理條件對處理后稻草主要化學(xué)組成的影響53-60
• 3.1 前言53
• 3.2 材料和方法53-54
• 3.2.1 材料與化學(xué)品54
• 3.2.2 堿預(yù)處理54
• 3.2.3 堿-超聲波預(yù)處理54
• 3.2.4 分析方法54
• 3.3 結(jié)果與討論54-58
• 3.3.1 堿預(yù)處理及其處理條件對稻草主要化學(xué)組成的影響54-56
• 3.3.2 堿-超聲波聯(lián)合預(yù)處理及其處理條件對處理后稻草主要化學(xué)組成的影響56-58
• 3.3.3 酸、堿預(yù)處理以及聯(lián)用超聲波技術(shù)預(yù)處理法的對比58
• 3.4 小結(jié)58-60
• 第4章 酸及酸-超聲波預(yù)處理對稻草糖化水解的影響60-67
• 4.1 前言60
• 4.2 材料和方法60-62
• 4.2.1 材料與化學(xué)品60-61
• 4.2.2 酸預(yù)處理61
• 4.2.3 酸-超聲波預(yù)處理61
• 4.2.4 糖化水解61
• 4.2.5 分析方法61-62
• 4.2.6 正交試驗設(shè)計62
• 4.3 結(jié)果與討論62-66
• 4.3.1 酸預(yù)處理稻草糖化水解的條件優(yōu)化62-64
• 4.3.2 酸-超聲波預(yù)處理稻草糖化水解的條件優(yōu)化64-65
• 4.3.3 酸及酸-超聲波預(yù)處理法處理稻草的糖化水解的過程比較65-66
• 4.3.4 酸及酸-超聲波預(yù)處理法處理稻草的糖化液化學(xué)成分比較66
• 4.4 小結(jié)66-67
• 第5章 堿及堿-超聲波預(yù)處理對稻草糖化水解的影響67-74
• 5.1 前言67
• 5.2 材料和方法67-69
• 5.2.1 材料與化學(xué)品67
• 5.2.2 堿預(yù)處理67
• 5.2.3 堿-超聲波預(yù)處理67-68
• 5.2.4 糖化水解68
• 5.2.5 分析方法68
• 5.2.6 正交試驗設(shè)計68-69
• 5.3 結(jié)果與討論69-73
• 5.3.1 堿預(yù)處理稻草糖化水解的條件優(yōu)化69-70
• 5.3.2 堿-超聲波預(yù)處理稻草糖化水解的條件優(yōu)化70-71
• 5.3.3 堿及堿-超聲波預(yù)處理法處理稻草的糖化水解的過程比較71-72
• 5.3.4 堿及堿-超聲波預(yù)處理法處理稻草的糖化液化學(xué)成分比較72
• 5.3.5 酸、堿及聯(lián)用超聲波技術(shù)預(yù)處理稻草糖化水解效果的對比72-73
• 5.4 小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-77
• 參考文獻77-89
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文89-90
• 致謝90

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