紙漿污泥是制漿造紙工業(yè)的主要固體廢棄物,含有約40%～60%的纖維素資源,可以作為生產(chǎn)纖維素乙醇的原料。相對木質(zhì)纖維素原料,紙漿污泥具有價格低廉、纖維結(jié)構(gòu)疏松等優(yōu)點。紙漿污泥通過纖維素酶水解發(fā)酵乙醇,將會拓寬生物質(zhì)乙醇的原料來源,同時,減小紙漿污泥排放對環(huán)境造成的壓力,是工業(yè)廢棄物一種極具潛力的能源轉(zhuǎn)化方式。本論文以紙漿纖維為底物,探討了纖維素酶在纖維上的吸附以及酶水解過程中一系列物理和化學(xué)的變化,建立了紙漿污泥酶水解的動力學(xué)模型,為紙漿污泥的酶水解提供理論依據(jù)。另外,提出了一種使用陽離子聚合物,提高纖維素酶水解效率的新方法,可以大大降低酶解糖化的生產(chǎn)成本。纖維素酶在纖維上的吸附是酶水解反應(yīng)的第一步。纖維素酶在纖維上吸附60 min時基本達到吸附平衡;纖維素酶吸附的過程滿足二級吸附動力學(xué)模型,可表示為（?）的形式;纖維素酶在纖維上的吸附平衡滿足Langmuir等溫吸附;纖維素酶在短纖維上有最大的吸附量,而在長纖維上的吸附平衡常數(shù)最大,最易達到吸附平衡。纖維素酶吸附的熱力學(xué)研究表明,纖維素酶吸附過程的吉布斯自由能△G°小于0,是自發(fā)過程,吸附同時存在物理吸附和化學(xué)吸附;吸附的反應(yīng)焓變△H... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：180 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 木質(zhì)纖維素資源及其能源轉(zhuǎn)化
        1.1.1 木質(zhì)纖維素的結(jié)構(gòu)及成分
        1.1.2 纖維素酶的組成及作用機理
        1.1.3 木質(zhì)纖維素乙醇的研究進展
    1.2 制漿造紙工業(yè)纖維素污泥的能源轉(zhuǎn)化
        1.2.1 制漿造紙工業(yè)概況
        1.2.2 紙漿污泥廢棄物的產(chǎn)生和處理方式
        1.2.3 以紙漿污泥為原料的生物乙醇
    1.3 陽離子聚丙烯酰胺在制漿造紙工業(yè)中的作用及機理
        1.3.1 電荷補丁機理
        1.3.2 電中和機理
        1.3.3 電荷橋接機理
    1.4 本論文研究目的意義及內(nèi)容
        1.4.1 研究的目的和意義
        1.4.2 研究的主要內(nèi)容
第二章 纖維素酶的吸附特性
    2.1 實驗原料與方法
        2.1.1 實驗原料及儀器
        2.1.2 不同長度纖維的篩分
        2.1.3 蛋白質(zhì)含量的測定
        2.1.4 纖維素酶的吸附
        2.1.5 纖維素酶的等溫吸附線
    2.2 纖維素酶的吸附
        2.2.1 纖維素酶的吸附動力學(xué)
        2.2.2 纖維素酶在纖維上的吸附平衡
        2.2.3 纖維素酶的吸附熱力學(xué)
    2.3 陽離子聚合物對纖維素酶吸附的影響
        2.3.1 陽離子電荷量對纖維素酶吸附的影響
        2.3.2 陽離子聚合物分子量對纖維素酶吸附的影響
        2.3.3 陽離子聚合物對不同濃度纖維素酶溶液吸附的增效
    2.4 本章小結(jié)
第三章 漂白木漿的酶水解行為
    3.1 實驗原料與方法
        3.1.1 實驗原料
        3.1.2 葡萄糖的檢測
        3.1.3 TOC 的檢測
        3.1.4 纖維素酶酶活的檢測
        3.1.5 纖維素的酶水解及轉(zhuǎn)化率的計算
    3.2 纖維素酶活力的影響因素
        3.2.1 溫度對纖維素酶活力的影響
        3.2.2 pH 值對纖維素酶活力的影響
        3.2.3 離子強度對纖維素酶活力的影響
    3.3 響應(yīng)面曲線優(yōu)化纖維素酶水解工藝
        3.3.1 響應(yīng)面法研究纖維素酶水解影響因素
        3.3.2 影響因素的選擇及實驗設(shè)計
        3.3.3 響應(yīng)面法實驗結(jié)果
        3.3.4 模型擬合及方差分析
        3.3.5 響應(yīng)面曲線分析
        3.3.6 影響因素的優(yōu)化
    3.4 酶解過程中纖維形態(tài)的變化
    3.5 纖維素酶解過程中糖的溶出規(guī)律
    3.6 不同游離度紙漿纖維的酶水解
    3.7 紙漿回用次數(shù)對酶水解的影響
    3.8 本章小結(jié)
第四章 不同長度纖維酶水解行為與溫度的關(guān)系
    4.1 實驗原料與方法
        4.1.1 實驗原料
        4.1.2 不同纖維長度紙漿纖維的篩分
        4.1.3 纖維的酶水解實驗
        4.1.4 纖維素酶在纖維上的吸附
        4.1.5 纖維結(jié)晶度的測定
    4.2 不同纖維底物的長度及長度分布
    4.3 纖維在不同溫度下的酶水解行為
        4.3.1 不同纖維底物酶水解效率與溫度的關(guān)系
        4.3.2 不同纖維底物酶水解的初始活化能
        4.3.3 纖維在不同溫度下的酶水解
    4.4 本章小結(jié)
第五章 陽離子聚合物對酶水解的增效
    5.1 實驗原料與方法
        5.1.1 實驗原料
        5.1.2 葡萄糖的檢測
        5.1.3 TOC 的檢測
        5.1.4 纖維素酶活力的檢測
    5.2 陽離子聚合物提高纖維素酶解效率
        5.2.1 陽離子聚合物增加纖維素酶與底物的吸附
        5.2.2 陽離子聚合物提高纖維素酶相對酶活
        5.2.3 陽離子聚合物對纖維素酶水解的影響
        5.2.4 攪拌強度對纖維素酶水解的影響
        5.2.5 延遲添加陽離子聚合物的影響
        5.2.6 陽離子聚合物提高纖維酶水解效率的機理討論
    5.3 陽離子聚合物提高淀粉酶解效率
    5.4 陽離子聚合物的篩選
    5.5 本章小結(jié)
第六章 纖維酶水解輔助紙漿污泥脫水
    6.1 實驗原料與方法
        6.1.1 實驗原料
        6.1.2 漂白漿和紙漿污泥的酶處理
        6.1.3 纖維質(zhì)量分析
        6.1.4 紙漿污泥脫水
        6.1.5 紙漿污泥過濾比阻測試
        6.1.6 污泥濾餅的密度
    6.2 漂白漿酶處理過程中纖維形態(tài)變化
    6.3 酶處理對漂白木漿過濾比阻的影響
        6.3.1 不同酶處理程度對漂白漿過濾比阻的影響
        6.3.2 陽離子聚合物降低酶處理漂白木漿過濾比阻
    6.4 酶處理對漂白木漿濾餅固含量的影響
    6.5 酶處理提高紙漿污泥脫水固含量及經(jīng)濟分析
        6.5.1 纖維素酶處理提高紙漿污泥濾餅固含量
        6.5.2 紙漿污泥酶處理提高濾餅固含量的經(jīng)濟分析
    6.6 本章小結(jié)
第七章 紙漿污泥酶水解動力學(xué)及工業(yè)化分析
    7.1 實驗原料與方法
        7.1.1 實驗原料
        7.1.2 葡萄糖的檢測
    7.2 紙漿污泥酶水解的影響因素
        7.2.1 紙漿污泥酶水解過程細菌的影響
        7.2.2 紙漿污泥酶水解過程pH 值的變化
    7.3 紙漿污泥酶水解的動力學(xué)
        7.3.1 紙漿污泥酶水解的動力學(xué)模型
        7.3.2 不同紙漿污泥底物濃度下的酶水解
        7.3.3 不同纖維素酶用量下的酶水解
    7.4 陽離子聚合物提高紙漿污泥酶水解效率
        7.4.1 陽離子聚合物用量對紙漿污泥酶水解的影響
        7.4.2 工廠中試
    7.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
答辯委員會對論文的評定意見


【參考文獻】：
期刊論文
[1]木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)制備燃料乙醇的微生物研究進展[J]. 奚立民,曹樹勇,柯中爐.  化工進展. 2009(11)
[2]纖維形態(tài)參數(shù)及測量[J]. 王丹楓.  中國造紙. 2000(01)



本文編號：3166000