【摘要】：我國玉米秸稈的產(chǎn)量非常大，本文設(shè)計(jì)了液氨預(yù)處理（LAT）系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)裝置，采取液氨預(yù)處理、稀硫酸預(yù)處理處理和稀硫酸-液氨聯(lián)合預(yù)處理對(duì)玉米秸稈進(jìn)行預(yù)處理并分析其酶解效果。對(duì)預(yù)處理溫度、載氨量、載水量、駐留時(shí)間、稀硫酸濃度、固液比等實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，獲取最佳預(yù)處理?xiàng)l件。研究有以下主要結(jié)論： （1）玉米秸稈LAT預(yù)處理優(yōu)化條件為含水率80%，溫度130℃，載氨量1.0，駐留時(shí)間10min。在此條件下玉米秸稈經(jīng)過預(yù)處理之后酶解72h時(shí)，葡聚糖和木聚糖的轉(zhuǎn)化率分別為86.53%和84.31%。未處理的玉米秸稈進(jìn)行72h酶解后，葡聚糖轉(zhuǎn)化率和木聚糖轉(zhuǎn)化率分別為42.23%和40.50%，所以經(jīng)過優(yōu)化后的液氨預(yù)處理（LAT）比未處理的葡聚糖和木聚糖轉(zhuǎn)化率分別提高了96.90%和96.57%。經(jīng)過質(zhì)量平衡后，每1000g玉米秸稈能夠獲得葡萄糖313.2g，木糖184.6g。 （2）玉米秸稈稀硫酸預(yù)處理的優(yōu)化條件為稀硫酸濃度1.47%，固液比為1:10，預(yù)浸時(shí)間為2h。在此條件下玉米秸稈酶解72h的葡聚糖和木聚糖的轉(zhuǎn)化率分別為78.38%和73.63%，質(zhì)量平衡后，每1000g玉米秸稈可以獲得葡萄糖303.1g，木糖177.9g。另外經(jīng)過稀硫酸預(yù)處理之后24h酶解和72h酶解的轉(zhuǎn)化率相差的不多。 （3）對(duì)玉米秸稈稀硫酸-液氨預(yù)處理?xiàng)l件進(jìn)行優(yōu)化，獲得最佳條件為1.47%稀硫酸以1:10的固液比預(yù)處理2h，含水率80%，溫度130℃，載氨量1.0，駐留時(shí)間30min，葡聚糖和木聚糖的最高轉(zhuǎn)化率為99.32%和78.50%，質(zhì)量平衡之后，每1000g玉米秸稈可以獲得葡萄糖347.4g，木糖169.6g。 （4）對(duì)玉米秸稈稀硫酸-液氨預(yù)處理之后，發(fā)現(xiàn)稀硫酸-液氨預(yù)處理可以明顯降解木質(zhì)素，對(duì)載氨量不同的條件下進(jìn)行成分分析，結(jié)果表明在稀硫酸濃度1.47%，固液比1：10，預(yù)浸時(shí)間2h，載氨量為3.0的時(shí)候去除木質(zhì)素的效果最高，最高可以去除36.33%的木質(zhì)素，并且表明降解木質(zhì)素的同時(shí)可以提高玉米秸稈中葡聚糖和木聚糖的含量。
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S216.2
【圖文】：

圖 1.1 木質(zhì)纖維素生物質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖Figure1.1 Structure of biomass素是一種由松柏醇，芥子醇苯，對(duì)香豆醇經(jīng)過一種隨機(jī)的酶催化脫高分子芳香族化合物，由于苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過碳－碳鍵連接而，在酸性條件下難以水解[11]。木質(zhì)素既可以作為物理屏障，限制纖維素，又可以吸附纖維素酶，導(dǎo)致非反應(yīng)性的結(jié)合，因此木質(zhì)素的原料的水解有很大影響[12]。木質(zhì)素不能水解成單糖，它和半纖維素間質(zhì)填充在細(xì)胞壁的微細(xì)纖維之間，加固木化組織的細(xì)胞壁，也存層把相鄰的細(xì)胞粘結(jié)在一起[13]。預(yù)處理技術(shù)的目的和重要性纖維素生物質(zhì)材料具有抵抗微生物及其酶解的各種抗性，被學(xué)者稱降解性” (Biomass recalcitrance)[14]。其中可以被水解酶降解成質(zhì)是纖維素和半纖維素，但是纖維素被木質(zhì)素緊緊包圍著，半纖維素和纖維素之間，所以水解酶難以接觸到纖維素和半纖維素。此外

的臨界壓力及溫度分別為11.33MPa和132.25 ℃，又考慮到耐壓余量與安全性，裝置的耐壓設(shè)計(jì)為20MPa。圖2.2 連續(xù)式液氨預(yù)處理工藝流程圖Figure 2.2 Flow chart of continuous LAT pretreatment(1.氨貯存罐，2.取氨泵，3.秸稈輸送裝置，4.預(yù)處理反應(yīng)器，5.壓力調(diào)節(jié)閥，6.針閥，7.安全閥，8.氨循環(huán)出口

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