玉米秸稈制備燃料乙醇的預(yù)處理和酶解工藝研究
發(fā)布時間:2021-07-12 08:16
預(yù)處理是生物轉(zhuǎn)化木質(zhì)纖維素材料制備燃料乙醇生產(chǎn)中至關(guān)重要的一步,有效的預(yù)處理可打破木質(zhì)纖維素的結(jié)構(gòu)、去除部分阻礙酶解的木質(zhì)素,從而提高纖維素材料的酶水解轉(zhuǎn)化率。本研究以玉米秸稈為底物,采用微波輔助預(yù)處理方法,通過單因素實驗方法,研究了酸種類、酸濃度、微波輻射時間和微波強(qiáng)度等因素對木質(zhì)素的去除率以及預(yù)處理底物水解效率的影響,得到最佳的預(yù)處理條件,為實現(xiàn)低成本高效轉(zhuǎn)化木質(zhì)纖維素材料制備燃料乙醇提供基礎(chǔ);采用控制單因素變量法,以經(jīng)過1wt%H2SO4,140℃,40min條件預(yù)處理得到的玉米秸稈為底物,對高效纖維素酶復(fù)配體系進(jìn)行了研究,旨在提高纖維素酶復(fù)配體系的整體酶效,減少總酶使用量,從而降低纖維素乙醇的生產(chǎn)成本;研究了不同的總酶蛋白量和不同的酶復(fù)配方案對木質(zhì)纖維素底物酶水解效果的影響,進(jìn)一步探討了木聚糖酶和果膠酶對不同纖維素底物水解過程的影響,得出了較優(yōu)的纖維素酶復(fù)配方式。研究結(jié)果表明:1)在篩選的多種有機(jī)酸中,以微波結(jié)合小分子有馬來酸和檸檬酸的預(yù)處理效果最好。在馬來酸輔助的最佳條件下(酸濃度為15%,固液比為1:40,微波強(qiáng)度為200 w,輻射時間為8分鐘),還原糖產(chǎn)率可以達(dá)到為51....
【文章來源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.組成半纖維素的殘?zhí)腔??
質(zhì)素的分子質(zhì)量很低,一般是幾十到幾萬不等。分子量的高低與其分離方法有關(guān)。木??質(zhì)素中含量最多的C約占總含量的60?66%左右,H含量為5?6%,兩者之比為為12:1,??等于苯類碳?xì)渲龋▓D3)。木質(zhì)素是非常復(fù)雜的天然聚合物,但毫無重復(fù)單元間的規(guī)律??性和有序性。木質(zhì)素是由木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)單元反應(yīng)而來,其原理與連續(xù)脫氫聚合機(jī)理相??同,用幾種形式相互無規(guī)則的連接起來,聚合形成一個三維網(wǎng)狀的聚酚化合物[13]。因??此,木質(zhì)素沒有特定的化學(xué)式,只是一種按特定測定結(jié)果平均出來的假定分子結(jié)構(gòu)。??H3C0??HO-^C—C-0?H0—^》 ̄ ̄C ̄C^*C?H0— ̄C- ̄*C"-*C??HjCO?H,0>??(I)?鉺木募結(jié)構(gòu)?紫丁香基結(jié)構(gòu)?(3)對羥苯基結(jié)構(gòu)??圖3.木質(zhì)素的3種基本結(jié)構(gòu)單元??Figure?3.?Three?basic?structural?units?of?lignin??木質(zhì)素本身是一種白色接近無色的物質(zhì),分離后呈現(xiàn)淡黃色到深褐色。木質(zhì)素是一??種在結(jié)構(gòu)上存在許多極性基團(tuán)的聚合體,最多的是羥基,這就形成了很強(qiáng)的分子內(nèi)和分??
上冷凝回流裝置,再進(jìn)行微波預(yù)處理。反應(yīng)結(jié)束后,將樣品倒入布氏漏斗進(jìn)行抽濾,濾??渣用去離子水反復(fù)沖洗幾次后放入烘箱中烘干至恒重,裝袋標(biāo)記備用,在室溫下密封儲??存(圖4)。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的預(yù)處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 李秋園,代淑梅,楊粵. 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報. 2017(12)
[2]纖維素酶降解纖維素機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 于躍,張劍. 化學(xué)通報. 2016(02)
[3]微波預(yù)處理對水稻秸稈糖化率與成分和結(jié)構(gòu)的影響[J]. 馬歡,劉偉偉,劉萍,程備久,朱蘇文,吳躍進(jìn). 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2014(10)
[4]纖維素酶、半纖維素酶降解膨化玉米秸稈工藝優(yōu)化[J]. 邵麗杰,寇巍,曹焱鑫,武崇輝,劉齊,張大雷. 環(huán)境工程學(xué)報. 2014(10)
[5]微波前處理對水稻秸稈酶解性能的影響[J]. 沈潔,陸筑鳳,于建興,葉小梅,李加友,常志洲. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(26)
[6]果膠酶應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 李琦,李國高,劉紹,劉正初. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2014(21)
[7]稀酸預(yù)處理玉米秸稈的糖化和同步發(fā)酵[J]. 姚蘭,楊海濤,王磊,謝益民. 湖北造紙. 2012(Z1)
[8]微波預(yù)處理對玉米秸稈的組分提取及糖化的影響[J]. 鄒安,沈春銀,趙玲,戴干策. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2011(12)
[9]木質(zhì)纖維素燃料乙醇生物轉(zhuǎn)化預(yù)處理技術(shù)[J]. 楊尉,劉立國,武書彬. 廣州化工. 2011(13)
[10]混合酶對經(jīng)不同預(yù)處理的甜高粱稈渣的水解[J]. 王聞,莊新姝,余強(qiáng),袁振宏,亓偉,徐惠娟. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2011(S1)
博士論文
[1]木質(zhì)素對纖維素酶的吸附性質(zhì)及機(jī)制和酶的理性改造[D]. 盧憲芹.山東大學(xué) 2018
碩士論文
[1]微波及助劑在植物纖維預(yù)處理和酶解中的應(yīng)用[D]. 仝明.南京林業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3279543
【文章來源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.組成半纖維素的殘?zhí)腔??
質(zhì)素的分子質(zhì)量很低,一般是幾十到幾萬不等。分子量的高低與其分離方法有關(guān)。木??質(zhì)素中含量最多的C約占總含量的60?66%左右,H含量為5?6%,兩者之比為為12:1,??等于苯類碳?xì)渲龋▓D3)。木質(zhì)素是非常復(fù)雜的天然聚合物,但毫無重復(fù)單元間的規(guī)律??性和有序性。木質(zhì)素是由木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)單元反應(yīng)而來,其原理與連續(xù)脫氫聚合機(jī)理相??同,用幾種形式相互無規(guī)則的連接起來,聚合形成一個三維網(wǎng)狀的聚酚化合物[13]。因??此,木質(zhì)素沒有特定的化學(xué)式,只是一種按特定測定結(jié)果平均出來的假定分子結(jié)構(gòu)。??H3C0??HO-^C—C-0?H0—^》 ̄ ̄C ̄C^*C?H0— ̄C- ̄*C"-*C??HjCO?H,0>??(I)?鉺木募結(jié)構(gòu)?紫丁香基結(jié)構(gòu)?(3)對羥苯基結(jié)構(gòu)??圖3.木質(zhì)素的3種基本結(jié)構(gòu)單元??Figure?3.?Three?basic?structural?units?of?lignin??木質(zhì)素本身是一種白色接近無色的物質(zhì),分離后呈現(xiàn)淡黃色到深褐色。木質(zhì)素是一??種在結(jié)構(gòu)上存在許多極性基團(tuán)的聚合體,最多的是羥基,這就形成了很強(qiáng)的分子內(nèi)和分??
上冷凝回流裝置,再進(jìn)行微波預(yù)處理。反應(yīng)結(jié)束后,將樣品倒入布氏漏斗進(jìn)行抽濾,濾??渣用去離子水反復(fù)沖洗幾次后放入烘箱中烘干至恒重,裝袋標(biāo)記備用,在室溫下密封儲??存(圖4)。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的預(yù)處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 李秋園,代淑梅,楊粵. 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報. 2017(12)
[2]纖維素酶降解纖維素機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 于躍,張劍. 化學(xué)通報. 2016(02)
[3]微波預(yù)處理對水稻秸稈糖化率與成分和結(jié)構(gòu)的影響[J]. 馬歡,劉偉偉,劉萍,程備久,朱蘇文,吳躍進(jìn). 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2014(10)
[4]纖維素酶、半纖維素酶降解膨化玉米秸稈工藝優(yōu)化[J]. 邵麗杰,寇巍,曹焱鑫,武崇輝,劉齊,張大雷. 環(huán)境工程學(xué)報. 2014(10)
[5]微波前處理對水稻秸稈酶解性能的影響[J]. 沈潔,陸筑鳳,于建興,葉小梅,李加友,常志洲. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(26)
[6]果膠酶應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 李琦,李國高,劉紹,劉正初. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2014(21)
[7]稀酸預(yù)處理玉米秸稈的糖化和同步發(fā)酵[J]. 姚蘭,楊海濤,王磊,謝益民. 湖北造紙. 2012(Z1)
[8]微波預(yù)處理對玉米秸稈的組分提取及糖化的影響[J]. 鄒安,沈春銀,趙玲,戴干策. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2011(12)
[9]木質(zhì)纖維素燃料乙醇生物轉(zhuǎn)化預(yù)處理技術(shù)[J]. 楊尉,劉立國,武書彬. 廣州化工. 2011(13)
[10]混合酶對經(jīng)不同預(yù)處理的甜高粱稈渣的水解[J]. 王聞,莊新姝,余強(qiáng),袁振宏,亓偉,徐惠娟. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2011(S1)
博士論文
[1]木質(zhì)素對纖維素酶的吸附性質(zhì)及機(jī)制和酶的理性改造[D]. 盧憲芹.山東大學(xué) 2018
碩士論文
[1]微波及助劑在植物纖維預(yù)處理和酶解中的應(yīng)用[D]. 仝明.南京林業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3279543
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