【摘要】：隨著能源的匱乏以及環(huán)境的污染,以生物質(zhì)能源樹(shù)種為原料生產(chǎn)生物燃料丁醇成為各國(guó)學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。生物質(zhì)能源樹(shù)種原料來(lái)源廣泛,成本低,而且不與人爭(zhēng)糧,有更加良好的發(fā)展前景。它是一種潛在的可再生生物質(zhì)資源,而丁醇又是優(yōu)于乙醇的極具潛力的新一代液體燃料。但是生物質(zhì)結(jié)構(gòu)致密,致使酶和微生物很難對(duì)其降解和利用,因而必須要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理,才能實(shí)現(xiàn)高的酶解效率從而提高丁醇發(fā)酵產(chǎn)率。本文以桉樹(shù)為原料,經(jīng)過(guò)稀酸預(yù)處理、酶解和發(fā)酵,以木糖回收率、纖維素酶解率、總糖得率以及發(fā)酵總?cè)軇樵u(píng)價(jià)指標(biāo),優(yōu)化出最佳工藝方案。對(duì)可再生生物質(zhì)能源樹(shù)種替代不可再生的石油基原料來(lái)生產(chǎn)生物丁醇具有指導(dǎo)意義,展望了今后生物質(zhì)能源樹(shù)種生產(chǎn)的發(fā)展方向。最后得到以下結(jié)論:(1)通過(guò)響應(yīng)面分析法對(duì)桉樹(shù)的稀硫酸預(yù)處理工藝進(jìn)行優(yōu)化,以木糖回收率、纖維素酶解率、總糖得率為指標(biāo),考察了硫酸濃度、固液比、反應(yīng)時(shí)間、溫度對(duì)預(yù)處理效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,桉樹(shù)在H2SO4濃度0.52%(w/w)、預(yù)處理溫度168℃、時(shí)間27min的條件下預(yù)處理效果最好,此時(shí)木糖回收率為87.58%。隨后在最佳預(yù)處理工藝下,研究了酶用量、時(shí)間對(duì)酶解的影響,得到最佳的酶解條件為:纖維素酶用量60 FPU/g干物質(zhì),酶解36 h,此時(shí)纖維素酶解率能達(dá)到90.82%、總糖得率為95.16%。(2)采用實(shí)驗(yàn)室保藏的拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii NCIMB 8052)為出發(fā)菌株,其中還原糖包括(葡萄糖、木糖及它們的混合糖)都可以被該菌株有效利用,從而進(jìn)行丁醇發(fā)酵生產(chǎn)溶劑。以總?cè)軇┊a(chǎn)量為主要參考指標(biāo),確定了最佳發(fā)酵工藝條件:桉樹(shù)水解液經(jīng)脫毒處理后補(bǔ)充1.6%的玉米漿干粉,通過(guò)分批發(fā)酵使其產(chǎn)量達(dá)到了預(yù)期的效果,ABE總?cè)軇┊a(chǎn)量能夠達(dá)到15.7 g/L,其中丁醇產(chǎn)量為11.9 g/L,還原糖幾乎被菌株消耗殆盡,能夠達(dá)到90%以上。
【學(xué)位授予單位】：大連工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK6;S792.39

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本文編號(hào)：2665018