本文關(guān)鍵詞：黃孢原毛平革菌促進(jìn)鳳眼蓮發(fā)酵產(chǎn)乙醇效率的研究　出處：《華東師范大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：利用入侵物種鳳眼蓮作為原料生產(chǎn)燃料乙醇,不僅可以解決鳳眼蓮的污染問(wèn)題,而且能適當(dāng)緩解能源危機(jī),實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用。因鳳眼蓮結(jié)構(gòu)復(fù)雜,使得預(yù)處理成為其產(chǎn)醇過(guò)程中的限速步驟。本研究選用黃孢原毛平革菌作為預(yù)處理鳳眼蓮的菌種,研究單一微生物預(yù)處理、化學(xué)法聯(lián)合微生物預(yù)處理等方式對(duì)鳳眼蓮發(fā)酵產(chǎn)乙醇的影響,優(yōu)化預(yù)處理過(guò)程中的各個(gè)工藝參數(shù),為提升乙醇產(chǎn)率提供研究基礎(chǔ)。首先,以接種量、降解時(shí)間和降解溫度為優(yōu)化指標(biāo),利用單因素實(shí)驗(yàn)考察單一微生物預(yù)處理法的最優(yōu)預(yù)處理?xiàng)l件。在此基礎(chǔ)上,利用響應(yīng)面法對(duì)主要因素進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化,得出利用黃孢原毛平革菌預(yù)處理鳳眼蓮的最佳預(yù)處理?xiàng)l件為接種量5.09環(huán)、降解溫度30.09℃、降解時(shí)間58.23h。該條件下,最高還原糖產(chǎn)量可達(dá)208.57 mg·g1鳳眼蓮。通過(guò)回歸方程分析發(fā)現(xiàn),三種因素對(duì)黃孢原毛平革菌降解鳳眼蓮產(chǎn)糖均有顯著的影響,且影響順序?yàn)?降解溫度降解時(shí)間微生物接種量。其次,對(duì)化學(xué)法聯(lián)合微生物預(yù)處理鳳眼蓮開(kāi)展研究。選取接種量、溫度和酸/堿濃度三個(gè)因素,采用正交實(shí)驗(yàn)分別對(duì)稀酸聯(lián)合微生物法和稀堿聯(lián)合微生物法進(jìn)行預(yù)處理?xiàng)l件優(yōu)化。結(jié)果表明,利用稀酸聯(lián)合微生物處理時(shí),最優(yōu)的預(yù)處理?xiàng)l件為接種量為4環(huán)、1%稀酸處理、酸處理溫度100℃。在此條件下,可得最高還原糖為430.66 mg·g~(-1);利用稀堿聯(lián)合微生物處理時(shí)的最優(yōu)條件為接種量為4環(huán)、4%稀堿處理、堿處理溫度100℃,此條件下可得402.10mg·g~(-1)還原糖。然后對(duì)鳳眼蓮降解前后的主要成分進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明,降解后纖維素含量明顯增加,半纖維素和木質(zhì)素含量降低。利用掃描電鏡和傅里葉紅外光譜對(duì)預(yù)處理前后鳳眼蓮結(jié)構(gòu)與形貌變化的研究結(jié)果表明,降解后鳳眼蓮的莖和葉被嚴(yán)重破碎化,各官能團(tuán)的連接鍵斷裂明顯。其中,以木質(zhì)素與芳香環(huán)相連的羧基斷裂最為顯著,表明木質(zhì)素被充分破壞。最后,對(duì)鳳眼蓮產(chǎn)燃料乙醇的發(fā)酵工藝進(jìn)行了優(yōu)化。研究結(jié)果顯示,在分步糖化發(fā)酵過(guò)程中,6mL酵母懸液發(fā)酵24h時(shí)可得到最大的乙醇產(chǎn)量1.4g·g~(-1);在同步糖化發(fā)酵過(guò)程中,72h時(shí)乙醇產(chǎn)量達(dá)到最大,為1.45g·g~(-1)。同步糖化發(fā)酵較分步糖化發(fā)酵具有操作簡(jiǎn)便、耗時(shí)短、占用空間少且乙醇產(chǎn)量更高的優(yōu)點(diǎn),因而是鳳眼蓮產(chǎn)乙醇發(fā)酵工藝的最佳選擇。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TQ223.122;X172

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1335922