生物丁醇作為一種高效生物燃料,因其能值高、低腐蝕性等優(yōu)勢受到人們的廣泛關(guān)注。木質(zhì)纖維素作為來源豐富的廉價可再生原料在一定程度上可以提高丁醇生產(chǎn)的經(jīng)濟性。然而,利用木質(zhì)纖維素進行丁醇發(fā)酵之前必須對其進行預(yù)處理,該過程不可避免地產(chǎn)生一系列化合物,其中由木質(zhì)素衍生的酚類物質(zhì)是抑制丁醇發(fā)酵最明顯的一類化合物,且酚類物質(zhì)水溶性較差、定性定量分析困難,導(dǎo)致其對丁醇發(fā)酵的抑制機理尚不明確。針對以上問題,本文選取Clostridium acetobutylicum ATCC 824作為研究對象,考察幾種典型酚類物質(zhì)（香草醛、香草酸、對羥基苯甲酸、對羥基苯甲醛）對丁醇發(fā)酵的綜合影響,進而揭示產(chǎn)溶劑梭菌對該類物質(zhì)的脅迫響應(yīng)機制。本文的主要研究結(jié)論如下:（1）研究了100 mL厭氧瓶中不同濃度的酚類物質(zhì)對丁醇發(fā)酵的影響。結(jié)果表明,低濃度香草醛（低于0.1 g/L）能夠促進丁醇發(fā)酵,隨著濃度增加抑制作用逐漸增強。將香草醛分別與其他酚類物質(zhì)組合添加時發(fā)現(xiàn),香草醛與阿魏酸組合添加對丁醇發(fā)酵的影響與單獨添加無明顯差別,而香草醛與香草酸、對羥基苯甲酸及對羥基苯甲醛分別組合時發(fā)酵受到強烈抑制,表明在無pH控制策略的厭氧... 

【文章來源】：淮陰工學(xué)院江蘇省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

ABE發(fā)酵代謝路徑[27]

淮陰工學(xué)院碩士學(xué)位論文8圖1.3木質(zhì)纖維素原料組成及結(jié)構(gòu)[34]Fig.1.3Compositionandstructureoflignocellulosicbiomass1.4.1物理法物理法主要包括機械粉碎法、微波處理、超聲波處理、高能電子輻射等。物理法主要是破壞原有的結(jié)構(gòu)，使三種主要成分的聚合度下降，同時降低纖維素的結(jié)晶度和聚合度，幾乎不改變木質(zhì)纖維素原料中的三種主要結(jié)構(gòu)。機械粉碎法多與化學(xué)法等方法配合使用。這種方法主要將木質(zhì)纖維素原料研磨粉碎，減小顆粒尺寸以增大原料與纖維素酶的接觸面積，提高后續(xù)酶解效率。機械粉碎法無法去除原料中的木質(zhì)素和半纖維素，因此機械粉碎后還要利用其它的方法對原料進行處理[39]。此種方法能耗大、成本高，使用的局限性較大。微波處理法，是一種對原料快速加熱，且操作簡單的方法，目前在化學(xué)反應(yīng)領(lǐng)域成功應(yīng)用[40]。微波處理后的木質(zhì)纖維素原料對酶的適應(yīng)性增強，后續(xù)作用的酶活性增強，有利用后續(xù)發(fā)酵。纖維素原料微波預(yù)處理時溫度必須達到160℃以上才能進行，在100℃及以下的溫度環(huán)境下處理，幾乎沒有任何作用[41]。Ma等[40]利用微波對稻草進行預(yù)處理，最終纖維素含量從33.4%提高到41.8%，總糖化率增加了30.3%。微波處理纖維原料具有一定的效果，但高溫環(huán)境下會導(dǎo)致原料中一些有價值的組分的流失，因此這種方法還需進一步改進。1.4.2化學(xué)法化學(xué)法中的常見方法包括酸處理法、堿處理法、有機溶劑法和離子液體預(yù)處理等。酸處理法分為濃酸預(yù)處理和稀酸預(yù)處理。酸處理已經(jīng)是一種較為成熟的預(yù)處理方法，可以實現(xiàn)較高的木聚糖轉(zhuǎn)化為木糖的產(chǎn)率，常用的酸有硫酸和鹽酸等。濃酸處理的酸濃度

L厭氧罐發(fā)酵系統(tǒng)

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]用于地膜原料的大豆秸稈粉碎預(yù)處理工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 劉爽,房欣,張穎,陳泓睿,陳海濤.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(02)
[4]不同脫毒方法對玉米秸稈水解液酒精發(fā)酵的影響[J]. 張強,Anders Thygesen,Anne Belinda Thomsen.  化工進展. 2011(04)
[5]中國能源作物甜高粱的空間適宜分布及乙醇生產(chǎn)潛力[J]. 張彩霞,謝高地,李士美,蓋力強,祁悅.  生態(tài)學(xué)報. 2010(17)
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博士論文
[1]鋅離子對丙酮丁醇梭菌發(fā)酵的調(diào)控作用及機制[D]. 吳又多.大連理工大學(xué) 2017



本文編號：3217854