【摘要】：隨著煤、石油等傳統(tǒng)化學(xué)能源的日漸枯竭,新型可再生生物質(zhì)能源成為能源領(lǐng)域新的研究熱點。利用可再生生物質(zhì)原料或是廢棄生物物質(zhì)如秸稈等生產(chǎn)燃料乙醇,成為可持續(xù)能源發(fā)展研究領(lǐng)域的新熱點。我國人多、耕地面積少,這就使得燃料乙醇的生產(chǎn)只能走“非糧”路線。我國玉米種植面積居世界第二,在收獲玉米的同時會收獲數(shù)萬億噸的玉米秸稈,但僅有不足10%的得以有效利用,這不僅造成嚴(yán)重的資源浪費,而且還會因為處理不當(dāng)造成環(huán)境問題。因此將玉米秸稈變廢為寶,以其作為發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的原料是改變目前狀況的一個好方法。本論文以玉米秸稈為主要發(fā)酵原料,進行燃料乙醇的生產(chǎn),主要內(nèi)容如下：1.分別以腐殖土、腐爛的秸稈、腐木等樣品為菌種采集來源,通過纖維素酶活力的測定(CMC糖化力法)篩選纖維素降解菌株,經(jīng)過初篩和復(fù)篩獲得2#、3#、5#、9#、10#菌株的降解活力較強,在第6天降解效果達到最高峰,降解功效與黑曲霉(Aspergillus niger)和綠色木霉(Trichoderma viride)相當(dāng)。對復(fù)篩得到的菌株進行胞內(nèi)和胞外羧甲基纖維素酶活力(CMCA)酶活檢測,結(jié)果顯示所篩菌株的纖維素酶系都是胞外酶區(qū)系,通過對這些菌株產(chǎn)生的酶的酶活的測定,篩選菌株產(chǎn)生的纖維素酶均為酸性酶。經(jīng)過對菌株的羧甲基纖維素酶活力(CMCA)和濾紙酶活力(FPA)測定,黑曲霉在CMCA活力的優(yōu)勢相對比較明顯,最高可達3593U,菌株6#、9#、10#酶活力相對較小,2#、3#、5#菌株的酶活力更小,但是所有菌株的酶活力比綠色木霉高。5#、6#、9#、10#的FPA活力較高,其FPA酶活力均強于黑曲霉,其中5#菌株濾紙酶活力達到760U。2.對于木質(zhì)素酶的降解菌的篩選,從30份樣品中共分離純化出150個菌株,通過在赫奇遜氏固體培養(yǎng)基培養(yǎng)上觀察其變色反應(yīng),初篩共獲得9株具有降解木質(zhì)素能力的真菌菌株。經(jīng)過發(fā)酵測定這9株真菌產(chǎn)木質(zhì)素酶活力的復(fù)篩,獲得2株產(chǎn)木質(zhì)素酶活力較高的菌株15-8和16-2。3.在120℃的溫度下用濃度為2%的稀硫酸預(yù)處理玉米秸稈,處理后保持固體狀態(tài)的為木質(zhì)素晶體,秸稈中的半纖維素和纖維素破碎,部分半纖維素水解。去除原料中的木質(zhì)素后玉米秸稈纖維的利用率由35%升高到46%。復(fù)合菌株發(fā)酵從45.82%可升高至55.65%。物理、化學(xué)和生物方法預(yù)處理后,原料結(jié)構(gòu)松散,粗纖維利用率升高至54%。效果優(yōu)于單應(yīng)變加工預(yù)處理木質(zhì)纖維素材料,應(yīng)為單一應(yīng)變混合形式的交替或共生關(guān)系,通過其關(guān)系的深化加強復(fù)合效應(yīng)；由于其降解木質(zhì)素的能力往往也具有降解纖維素的能力,因此生物預(yù)處理時間不宜過長。4.以pH值、接種量、溫度、搖床轉(zhuǎn)速等因素,進行四因素三水平的正交試驗,以乙醇含量為測定指標(biāo),混合菌種發(fā)酵混合纖維多糖培養(yǎng)基最佳發(fā)酵條件為：接種量10%,pH 5.5,搖床轉(zhuǎn)速120r/min,溫度30℃,此條件下糖醇轉(zhuǎn)化率為38.4%。通過正交實驗表明,在影響發(fā)酵的主要四個因素中,其對實驗結(jié)果影響由大到小為：溫度搖床轉(zhuǎn)速pH接種量。
【圖文】：

重組釀酒酵母菌株或基因的混合發(fā)酵。根酸預(yù)處理的玉米纖維的總固體含量為２０％。纖維素酶／ｇ纖維素，，使用重組酵母菌株用于同時共發(fā)酵，７８．４％和５６．１％的木糖可轉(zhuǎn)化為乙醇。本方法主要問題是使能同時進行，經(jīng)常在使用戊糖己糖和戊糖開始使用后，，產(chǎn)品的戊糖轉(zhuǎn)化率低。逡逑６）非等溫同步發(fā)酵逡逑等溫同步發(fā)醇送一方法是由ＺｈａｎｇＷｅｎ［６９］邋（１９９８）提出維素酶時，５０’Ｃ是反應(yīng)的最佳溫度，而通�？刂平湍高@一溫度區(qū)間。該方法嘗試采用非等溫同步和（同時素，ＮＳＳＦ）來生產(chǎn)乙醇過程。這一方法在酵母發(fā)酵與中有著良好的應(yīng)用，能夠使其中的矛盾得到有效的解決示，即為非等溫同步發(fā)酵的基本流程［６９］。逡逑Ｃｏｕｎｔｅｒ邋Ｃｕｒｒｅｎｔ逡逑

茵種號邐＊邐＊逡逑圖３－２第３天所篩菌粗酶液酸性和中性ＣＭＣＡ巧ＦＰＡ邋＇逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋３－２邋ＣＭＣＡ邋ａｎｄ邋ＦＰＡ邋ｏｆ邋ｃｒｕｄｅ邋ｅｎｚｙｍｅ邋ｐｒｏｄｕｃｅｄ邋ｂｙ邋ｖａｒｉｏｕｓ邋ｂａｃｔｅｒ\鰣澹椋鑠澹沖澹洌幔簀義希常擔(dān)埃板澹危義希常埃埃板澹義希玻倒隆義希椋鑠巍巍福懾危繡錡邐＾＾３天逡逑畫W 邐目巧逡逑Ｉ邋Ｉ逡逑ｌｉｌＪｌ逡逑Ｗ邋＜邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邐Ｉ邋１邐＇邋Ｉ邋＇邋Ｉ邋＇邋Ｉ邋？邋Ｉ邋＇邐１邐＇Ｉ邋■邋Ｉ邋■邋Ｉ邋ｋ逡逑１＃邋巧邋３＃邋４＃邋５＃邋６＝邋７？邋ＺＭ邋９＃邋１０邋另邋里邋綠逡逑茵種號邐Ｓ３逡逑圖３－３第３、６、９天各種菌的粗酶液的ＣＭＣＡ逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋３－３邋ＣＭＣＡ邋ｏｆ邋ｃｒｕｄｅ邋ｅｎｚｙｍｅ邋ｐｒｏｄｕｃｅｄ邋ｂｙ邋ｖａｒｉｏｕｓ邋ｂａｃｔｅｒｉａ邋ｉｎ邋３，邋６，邋９邋ｄａｙｓ逡逑第２７頁（共５５頁）逡逑
【學(xué)位授予單位】：南陽師范學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ223.122

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本文編號：2576743