發(fā)布時(shí)間：2020-08-25 01:46

【摘要】： 可再生能源是一個(gè)應(yīng)對(duì)能源短缺和環(huán)境惡化的有效途徑之一。而生物質(zhì)能源作為儲(chǔ)量最為豐富的可再生能源之一,近年來(lái)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。利用木質(zhì)纖維素生成生物乙醇或其它生物制品的瓶頸是如何有效的破壞原料的結(jié)構(gòu)以增加其反應(yīng)性能。很多方法被廣泛的應(yīng)用于木質(zhì)纖維素原料的預(yù)處理,如物理、化學(xué)、物理-化學(xué)、生物方法等。本文研究了γ射線輻射預(yù)處理麥秸的輻照效應(yīng)及輻照后效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,輻照預(yù)處理能明顯破壞麥秸的結(jié)構(gòu)。隨輻照劑量增加,麥秸質(zhì)量損失增大,粒度分布向細(xì)顆粒方向遷移。輻照與粉碎結(jié)合預(yù)處理有明顯的協(xié)同效應(yīng),較適宜的預(yù)處理?xiàng)l件為500 kGy、粒度為140目,葡萄糖得率為10.2%。輻照后效應(yīng)對(duì)麥秸酶解產(chǎn)糖有明顯的影響,以50、100、200、300和400 kGy輻照的麥秸酶解,其輻照后效應(yīng)與初始效應(yīng)的比值分別為12.9%、14.9%、8.9%、9.1%(產(chǎn)還原糖)和20.1%(產(chǎn)葡萄糖)。 通過(guò)考察輻照劑量、輻照與NaOH組合順序、NaOH濃度、NaOH浸泡時(shí)間等因素,研究了用100 kGy劑量輻照與NaOH溫和浸泡協(xié)同預(yù)處理工藝。通過(guò)對(duì)還原糖得率、組分改變、表面形態(tài)、結(jié)晶度等的分析,對(duì)該協(xié)同工藝的作用機(jī)理進(jìn)行了探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,輻照與NaOH協(xié)同預(yù)處理,可以大大提高還原糖得率,協(xié)同效應(yīng)明顯。較適宜的組合預(yù)處理工藝為100 kGy輻照加2%NaOH浸泡1 h后,其酶解還原糖得率達(dá)到理論產(chǎn)率的78.2%。單純用100 kGy劑量輻照對(duì)麥秸的組分、表面形態(tài)及結(jié)晶度的改變不明顯,但可以大大降低后續(xù)堿浸泡所需的用量和時(shí)間。 對(duì)100 kGy輻照加2%NaOH浸泡1 h的小麥秸稈的酶解條件進(jìn)行了優(yōu)化,其最佳酶解參數(shù)為:酶的用量為50 mg/g底物,底物量為1 g/50 ml緩沖液,溫度為50℃,pH為4.8,酶解時(shí)間為48 h。在此條件下,小麥秸稈的酶解還原糖得率為80.15%。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：TK6
【圖文】：

圖 1.1 纖維素酶示意圖M 是糖類(lèi)結(jié)合模塊(carbohydrate-binding modules)。纖維素專(zhuān)有的稱為纖維素結(jié)合結(jié)構(gòu)域(cellulose-binding domains，CBD)。在圖 1的三個(gè)六邊形代表芳烴與每?jī)蓚�(gè)吡喃糖環(huán)的疏水面相互作用。箭。維素酶的反應(yīng)機(jī)理個(gè)完整的纖維素酶系，通常由作用方式不同而能相互協(xié)同催化水組成[8]，即：內(nèi)切葡萄糖苷酶(簡(jiǎn)稱 EG，也稱 Cx 酶)。這類(lèi)酶作用于纖維素分區(qū)，隨機(jī)水解 β-1,4-糖苷鍵，將長(zhǎng)鏈纖維素分子截短，產(chǎn)生大量分子纖維素。外切葡萄糖苷酶，稱纖維二糖水解酶(cellobiohydrolase，簡(jiǎn)稱 CB這類(lèi)酶作用于纖維素線狀分子末端，水解 β-1,4 糖苷鍵，每次切

纖維素或半纖維素產(chǎn) 1 g 以葡萄糖表示的還原糖）。從原糖得率可知，當(dāng)木質(zhì)素含量去除了一部分后再稍微原糖濃度（2% NaOH 浸泡 1 h 與 100 kGy 輻照+2% 提高糖得率為目的的木質(zhì)纖維素原料的預(yù)處理并不需對(duì)小麥秸稈表面形態(tài)的影響處理，100 kGy 輻照，2％NaOH 浸泡 1 h 和 100 kGy 麥秸稈做掃描電鏡分析（樣品粒徑均為小于 140 目），結(jié)果如圖 4.5 至 4.8 所示。

100 kGy 輻照，2％NaOH 浸泡 1 h 和 100 kGy 麥秸稈做掃描電鏡分析（樣品粒徑均為小于 140 目），結(jié)果如圖 4.5 至 4.8 所示。圖 4.5 未處理麥秸掃描電鏡照片

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 吳文清;黃少斌;張瑞峰;祝光富;;改性秸稈纖維素在水處理中除磷的研究[J];造紙科學(xué)與技術(shù);2012年05期

2 胡婷春;王克勤;熊興耀;蘇小軍;鄒劍鋒;易錦瓊;;~(60)Coγ輻照對(duì)甘薯生料糖化的影響[J];核農(nóng)學(xué)報(bào);2010年01期

3 王寧;黃玉西;田春蓉;林曉艷;王建華;;植物秸稈的液化及其在聚氨酯中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];化工新型材料;2013年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 龔志華;茯苓輻照降解及其產(chǎn)物生物活性研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

2 蘇小軍;馬鈴薯生料糖化發(fā)酵轉(zhuǎn)化乙醇的研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

3 張喻;馬鈴薯淀粉γ-射線輻照效應(yīng)研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 艾斌凌;纖維素酶的液體發(fā)酵與楊木生物轉(zhuǎn)化乙醇[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2009年

2 王璀璨;混合纖維素酶水解楊木及多菌種共發(fā)酵制備燃料乙醇[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2010年

3 鄧良;~（60）Coγ-射線輻照對(duì)木薯淀粉的影響及無(wú)蒸煮發(fā)酵生產(chǎn)酒精初探[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

4 李定國(guó);叢生竹纖維的預(yù)處理及酶解發(fā)酵產(chǎn)乙醇[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2803107