【摘要】：能源與環(huán)境是當今人類社會發(fā)展必須面對的兩個問題。水葫蘆是世界十大害草之一,在中國南方19個省市的廣大水域造成嚴重污染。如果能將水葫蘆變廢變害為寶,能源化利用制取生物酒精等燃料,則對于治理改善水葫蘆環(huán)境污染、發(fā)展清潔可再生的生物新能源,促進經濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義 本文首次提出了微波對水葫蘆酶水解糖化的促進機理,并且研究了水葫蘆利用酵母菌發(fā)酵制取燃料乙醇的反應機理�？疾炝宋⒐獠▔A化同時預處理水葫蘆,在微波功率700W加熱150s條件下堿化預處理水葫蘆,其酶水解的還原糖產量達到11.66g/100g水葫蘆,為理論最大還原糖產量的20.19%�？疾炝宋⒐獠�(lián)合堿和蒸汽加熱預處理水葫蘆水解產糖。在微波和光波組合比例為30：70(總功率700W)、加熱時間1min時,還原糖產量達到了31.1g/100 g水葫蘆,為55.4%的理論最大還原糖產量。 考察了高溫微波聯(lián)合酸預處理水葫蘆水解產糖。發(fā)現(xiàn)水葫蘆經過微波稀酸預處理后,半纖維素絕大部分水解生成木糖、半乳糖和阿拉伯糖等單糖,纖維素很少量水解生成葡萄糖等,木質素少量降解生成丙炔酸等。當水葫蘆經微波稀酸預處理后再進行酶水解時,纖維素大量水解生成纖維二糖和葡萄糖等,半纖維素達到完全水解。在微波溫度140℃、加熱15min、底物濃度20g/L、稀H2SO4濃度1vo1%條件下,水葫蘆經過預處理和酶水解后的還原糖產量為48.28g/100g水葫蘆,達到理論最大還原糖產量(51.02g/100g底物)的94.63%。表明微波稀酸預處理對水葫蘆酶水解的促進作用明顯優(yōu)于微波堿化預處理,這是由于酸處理更有利于降解水葫蘆中含有的大量半纖維素。 考察了水葫蘆經過微光波堿化預處理后采用同時酶水解糖化和酵母菌發(fā)酵模式制取燃料乙醇,利用傳統(tǒng)的釀酒酵母發(fā)酵,酒精產量達到0.063g/g水葫蘆；利用嗜單寧管囊酵母發(fā)酵水葫蘆的酒精產量達到0.069g/g水葫蘆。 考察了水葫蘆經過高溫微波聯(lián)合酸/堿預處理后采用同時酶水解糖化和酵母菌發(fā)酵模式制取燃料乙醇,發(fā)現(xiàn)微波酸化預處理后產酒精效果比微波堿化預處理產酒精效果要好。在微波酸化預處理時,經過釀酒酵母發(fā)酵的酒精產量達到了0.132g/g水葫蘆；經過樹干畢赤酵母發(fā)酵酒精產量達到了0.137g/g水葫蘆,是水葫蘆理論最大酒精產量(0.29g/g水葫蘆)的47.24%,超過了國際上文獻報道的水葫蘆產酒精的最高水平(比日本學者Mishima的0.11g/g水葫蘆超過了22%)。
【圖文】：

④降低發(fā)酵給料的木質素含量，來減少生物酒精的成本。木質纖維素發(fā)酵制生物酒精的過程由以下四個單元組成:預處理階段、水解、發(fā)酵和酒精蒸餾。生物質轉化成生物酒精的示意圖如圖1一2所示!”。廢廢物處理理 木質素圖1一2生物質制生物酒精的生物轉化流程示意圖L3](2)預處理方式預處理是為了改變或者除去對之后酶水解有害的結構物或者成分，，從而增加酶水解的速率，增加纖維素和半纖維素水解成可發(fā)酵糖的產量。預處理的目標是破環(huán)木質素組織打碎纖維素的晶狀體組織。預處理階段是降解纖維素很重要的手段。預處理的過程示意圖如圖1一3所示‘51。

④降低發(fā)酵給料的木質素含量，來減少生物酒精的成本。木質纖維素發(fā)酵制生物酒精的過程由以下四個單元組成:預處理階段、水解、發(fā)酵和酒精蒸餾。生物質轉化成生物酒精的示意圖如圖1一2所示!”。廢廢物處理理 木質素圖1一2生物質制生物酒精的生物轉化流程示意圖L3](2)預處理方式預處理是為了改變或者除去對之后酶水解有害的結構物或者成分，從而增加酶水解的速率，增加纖維素和半纖維素水解成可發(fā)酵糖的產量。預處理的目標是破環(huán)木質素組織打碎纖維素的晶狀體組織。預處理階段是降解纖維素很重要的手段。預處理的過程示意圖如圖1一3所示‘51。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：S216.2

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 馮玉杰;李冬梅;任南琪;;混合菌群用于纖維素糖化和燃料酒精發(fā)酵的試驗研究[J];太陽能學報;2007年04期

2 趙昕;盛芬玲;趙敏桂;吳雨霞;;NaCl脅迫下鹽芥和擬南芥化合物含量與蛋白質結構變化比較——傅立葉紅外光譜法[J];應用與環(huán)境生物學報;2008年03期

3 王樹榮;劉倩;駱仲泱;文麗華;岑可法;;基于熱重紅外聯(lián)用分析的纖維素熱裂解機理研究[J];浙江大學學報(工學版);2006年07期

相關博士學位論文 前1條

1 戚峰;生物質高效水解及發(fā)酵產氫的機理研究[D];浙江大學;2007年

本文編號：2617537