工業(yè)固體渣甘蔗渣和油茶殼等富含豐富的纖維素和半纖維多糖,是轉(zhuǎn)化能源和制備功能產(chǎn)品的理想原料。但因木質(zhì)素障礙,大部分多糖原料未能得到工業(yè)規(guī)模的高值化利用。本文以甘蔗渣和油茶殼為研究對象,比較了不同預(yù)處理方法對原料結(jié)構(gòu)組成和轉(zhuǎn)化的影響,一方面通過物料的生物轉(zhuǎn)化深入研究預(yù)處理方式對甘蔗渣纖維素和半纖維素酶解、發(fā)酵轉(zhuǎn)化乙醇過程影響,實(shí)現(xiàn)高底物濃度發(fā)酵;另一方面通過預(yù)處理促進(jìn)甘蔗渣和油茶殼半纖維素轉(zhuǎn)化功能性低聚木糖(DP 2-5),闡述半纖維催化降解機(jī)理,并首次利用油茶殼預(yù)處理殘?jiān)苯舆M(jìn)行活性炭聯(lián)產(chǎn),以期實(shí)現(xiàn)油茶殼高值化利用。主要結(jié)論如下:蒸汽爆破預(yù)處理可顯著提高半纖維素溶出率,破壞木質(zhì)素致密結(jié)構(gòu),提高底物可及性,增加酶水解效率。蒸汽爆破預(yù)處理甘蔗渣酶水解72 h,葡萄糖得率隨酶用量增加而提高,當(dāng)酶用量為30 FPU/g-纖維素時(shí),葡萄糖得率為74.99%(原料甘蔗渣,17.13%)。無患子果皮中含有的表面活性劑可降低體系表面張力,穩(wěn)定酶活性,減少酶使用量。當(dāng)酶用量為10 FPU/g-纖維素、無患子果皮濃度為1.2 g/L時(shí),葡萄糖得率提高到80.99%,是未添加無患子果皮體系葡萄糖得率的2.2...

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【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 生物乙醇發(fā)展歷程
        1.2.1 合成氣轉(zhuǎn)化乙醇技術(shù)
        1.2.2 生物法轉(zhuǎn)化乙醇技術(shù)
        1.2.3 纖維多糖原料水解生產(chǎn)生物乙醇的挑戰(zhàn)
    1.3 低聚木糖理化性質(zhì)及應(yīng)用
    1.4 纖維多糖原料種類多樣性
        1.4.1 主要纖維多糖原料化學(xué)組成
        1.4.2 甘蔗渣資源
        1.4.3 油茶殼資源
    1.5 纖維多糖原料結(jié)構(gòu)復(fù)雜性
    1.6 原料預(yù)處理技術(shù)
        1.6.1 物理預(yù)處理技術(shù)
        1.6.2 水熱/化學(xué)預(yù)處理技術(shù)
        1.6.3 生物預(yù)處理技術(shù)
        1.6.4 多種工藝耦合預(yù)處理技術(shù)
    1.7 纖維素酶水解
        1.7.1 水解酶分類
        1.7.2 纖維素酶作用機(jī)理
        1.7.3 纖維素酶水解影響因素
    1.8 生物乙醇發(fā)酵工藝
        1.8.1 發(fā)酵工藝分類
        1.8.2 己糖和戊糖共發(fā)酵
        1.8.3 高底物濃度發(fā)酵
    1.9 研究意義和主要內(nèi)容
        1.9.1 研究目的及意義
        1.9.2 研究的主要內(nèi)容
2 蒸汽爆破預(yù)處理甘蔗渣酶解工藝優(yōu)化研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和試劑
        2.2.3 蒸汽爆破預(yù)處理
        2.2.4 甘蔗渣酶水解實(shí)驗(yàn)
        2.2.5 分析方法
        2.2.6 酶水解液表面張力的測定
        2.2.7 蒸汽爆破預(yù)處理前后甘蔗渣結(jié)構(gòu)表征
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.3.1 酶用量對甘蔗渣酶水解效率的影響
        2.3.2 無患子果皮用量對蒸汽爆破預(yù)處理甘蔗渣酶水解效率的影響
        2.3.3 酶和無患子果皮用量對初始酶解速率的影響
        2.3.4 酶水解液表面張力的測定
        2.3.5 蒸汽爆破預(yù)處理前后甘蔗渣結(jié)構(gòu)表征
    2.4 小結(jié)
3 不同預(yù)處理甘蔗渣發(fā)酵產(chǎn)生物乙醇及副產(chǎn)物對比研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)材料與技術(shù)
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
        3.2.2 稀酸預(yù)浸漬的蒸汽爆破預(yù)處理
        3.2.3 甘蔗渣Soda綠液耦合預(yù)處理實(shí)驗(yàn)
        3.2.4 干酵母活化
        3.2.5 同步糖化發(fā)酵實(shí)驗(yàn)
        3.2.6 分析技術(shù)
        3.2.7 預(yù)處理前后甘蔗渣結(jié)構(gòu)表征
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 預(yù)處理技術(shù)對甘蔗渣化學(xué)成分的影響
        3.3.2 預(yù)處理技術(shù)對甘蔗渣發(fā)酵過程乙醇含量影響。
        3.3.3 預(yù)處理甘蔗渣發(fā)酵過程酵母細(xì)胞增殖規(guī)律分析
        3.3.4 預(yù)處理甘蔗渣發(fā)酵過程副產(chǎn)物形成規(guī)律分析
        3.3.5 預(yù)處理技術(shù)對甘蔗渣形貌結(jié)構(gòu)影響
    3.4 小結(jié)
4 SODA綠液-乙醇預(yù)處理甘蔗渣高底物濃度混菌共發(fā)酵研究
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
        4.2.2 甘蔗渣Soda綠液-乙醇預(yù)處理實(shí)驗(yàn)
        4.2.3 干酵母活化
        4.2.4 不同菌種質(zhì)量配比和底物濃度的同步糖化共發(fā)酵實(shí)驗(yàn)
        4.2.5 分析方法
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 Soda綠液-乙醇預(yù)處理?xiàng)l件對甘蔗渣化學(xué)成分的影響
        4.3.2 Soda綠液-乙醇預(yù)處理對甘蔗渣共發(fā)酵過程影響
        4.3.3 Soda綠液-乙醇預(yù)處理和底物濃度對甘蔗渣共發(fā)酵過程的影響
        4.3.4 不同菌種質(zhì)量配比對甘蔗渣共發(fā)酵過程影響
        4.3.5 高底物濃度對Soda綠液-乙醇預(yù)處理甘蔗渣共發(fā)酵過程影響
        4.3.6 Soda綠液-乙醇預(yù)處理甘蔗渣共發(fā)酵過程質(zhì)量衡算
    4.4 小結(jié)
5 過氧化氫-乙酸預(yù)處理甘蔗渣聯(lián)產(chǎn)生物乙醇和低聚木糖
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)方法與試劑
        5.2.2 甘蔗渣過氧化氫-乙酸預(yù)處理實(shí)驗(yàn)
        5.2.3 過氧化氫-乙酸預(yù)處理甘蔗渣不同體系發(fā)酵實(shí)驗(yàn)
        5.2.4 過氧化氫-乙酸預(yù)處理甘蔗渣酶解產(chǎn)低聚木糖實(shí)驗(yàn)
        5.2.5 分析方法
        5.2.6 過氧化氫-乙酸預(yù)處理前后甘蔗渣結(jié)構(gòu)表征
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.3.1 過氧化氫-乙酸預(yù)處理對甘蔗渣化學(xué)組成和酶解性能影響
        5.3.2 過氧化氫-乙酸預(yù)處理對DW和SCS發(fā)酵體系的影響
        5.3.3 吐溫80對DW和SCS發(fā)酵體系的影響
        5.3.4 過氧化氫-乙酸預(yù)處理對DW和SCS發(fā)酵體系中副產(chǎn)物影響
        5.3.5 過氧化氫-乙酸預(yù)處理對不同體系發(fā)酵性能對比分析
        5.3.6 過氧化氫-乙酸預(yù)處理對甘蔗渣堿提木聚糖酶解性能影響
        5.3.7 過氧化氫-乙酸預(yù)處理前后甘蔗渣結(jié)晶度及形貌變化觀察
    5.4 小結(jié)
6 氯化鋅催化/活化預(yù)處理油茶殼聯(lián)產(chǎn)低聚木糖和活性炭
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
        6.2.2 氯化鋅催化預(yù)處理實(shí)驗(yàn)
        6.2.3 預(yù)處理固體殘?jiān)苽浠钚蕴?br>        6.2.4 分析方法
        6.2.5 樣品活性炭吸附性能測定及結(jié)構(gòu)表征
    6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        6.3.1 氯化鋅催化半纖維素降解機(jī)理
        6.3.2 預(yù)處理溫度對油茶殼半纖維素降解影響
        6.3.3 預(yù)處理溫度和反應(yīng)時(shí)間對油茶殼半纖維素降解影響
        6.3.4 預(yù)處理溫度和氯化鋅濃度對油茶殼半纖維素降解影響
        6.3.5 預(yù)處理固體殘?jiān)?lián)產(chǎn)活性炭
        6.3.6 油茶果綜合利用評估
    6.4 小結(jié)
7 結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
    7.1 本文的主要結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 下一步工作建議
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡介
導(dǎo)師簡介
獲得成果目錄
致謝



本文編號：3809773