凹土微滤膜在纤维素酶发酵液澄清中的应用研究

发布时间：2017-10-16 11:05

  本文关键词：凹土微滤膜在纤维素酶发酵液澄清中的应用研究

  更多相关文章： 凹土微滤膜 纤维素酶发酵液 膜污染 清洗

【摘要】：纤维素酶是纤维素水解酶的总称,可以将木质纤维素水解成还原性糖,在生物质能源的利用中起着至关重要的作用。纤维素酶发酵液目前的澄清工艺主要有板框过滤、絮凝、离心分离等,这些传统的工艺存在效率低、产品纯度不高等问题。膜分离技术是一种新型的分离技术,以低能耗、环境友好等众多优点在生物质分离领域备受青睐。为了实现膜分离技术在纤维素酶发酵液澄清中的应用,本文从三个方面展开研究工作：凹土微滤膜处理纤维素酶发酵液的工艺、膜污染分析及其清洗再生方法、多通道凹土微滤膜制备及其在纤维素酶发酵液澄清中的应用：凹土微滤膜是一种以凹土纳米纤维为分离层的新型低成本陶瓷分离膜。本章利用凹土微滤膜代替传统的纤维素酶发酵液板框分离方法,考察膜孔径、操作条件对处理效果的影响,结果表明：在T=30±3℃,△P=0.1MPa,v=4m.s-1下,经0.12μm的凹土微滤膜澄清后的纤维素酶发酵液,渗透液浊度小于1.00 NTU,蛋白质截留率最高,纤维素酶酶活损失最小。与传统的板框过滤和普通陶瓷膜相比,凹土微滤膜提高了滤液品质,降低了处理成本。膜污染是膜应用过程中的瓶颈问题,本章在系列阻力模型的基础上,考察了操作条件对膜过滤过程中各部分污染阻力的影响,研究了被纤维素酶发酵液污染后凹土微滤膜的清洗再生方法。结果表明：可逆污染阻力(Rrev)在总阻力中(Rt)的所占比例较大,不可逆阻力(Rirr)所占比例较小。对于被纤维素酶发酵液污染后的凹土微滤膜,在低压高速下,经过水冲洗和化学清洗后,通量可恢复至初始通量的90%。为进一步考察凹土微滤膜在纤维素酶发酵液中应用的可行性,本章制备了多通道凹土微滤膜,研究了涂膜时间对膜厚、膜表面形貌、膜渗透性能以及在纤维素酶发酵液中凹土微滤膜分离性能的影响。结果表明：随着涂膜时间的增加,膜层厚度越厚,纤维层堆积越紧密,纯水通量越小,Rif越小以致于在纤维素酶发酵液微滤实验中的通量越大。
【关键词】：凹土微滤膜 纤维素酶发酵液 膜污染 清洗
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ925;TQ028.8
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 文献综述7-19
• 1.1 引言7
• 1.2 纤维素酶及其生产技术7-11
• 1.2.1 纤维素酶的分类8
• 1.2.2 纤维素酶的主要用途8-9
• 1.2.3 纤维素酶的生产技术9-10
• 1.2.4 纤维素酶发酵液的分离纯化10-11
• 1.3 膜分离过程11-13
• 1.3.1 膜分离过程的类型11
• 1.3.2 膜材料及膜制备技术11-12
• 1.3.3 膜分离过程在发酵工业的应用12-13
• 1.4 膜污染及控制方法13-17
• 1.4.1 膜污染13-15
• 1.4.2 影响膜污染的因素15-16
• 1.4.3 控制膜污染的方法16-17
• 1.4.4 污染膜的清洗17
• 1.5 本文的研究内容及目标17-19
• 第二章 凹土微滤膜澄清纤维素酶发酵液工艺19-35
• 2.1 引言19
• 2.2 实验材料19-20
• 2.2.1 实验原料19-20
• 2.2.2 仪器及设备20
• 2.3 实验方法20-23
• 2.3.1 凹土微滤膜的制备20-21
• 2.3.2 纤维素酶发醇液的澄清21-22
• 2.3.3 分析测试方法22-23
• 2.3.4 纤维素酶滤液的浓缩23
• 2.4 凹土微滤膜的表征23-24
• 2.5 处理效果以及膜孔径的影响24-26
• 2.6 操作参数对过滤效果的影响26-32
• 2.6.1 跨膜压力的影响26-28
• 2.6.2 膜面流速的影响28-30
• 2.6.3 料液温度的影响30-32
• 2.7 纤维素酶滤液的浓缩32-34
• 2.8 本章小结34-35
• 第三章 凹土微滤膜微滤纤维素酶发酵液阻力分析及清洗再生方法35-49
• 3.1 引言35
• 3.2 实验材料及方法35-37
• 3.2.1 实验原料35
• 3.2.2 实验装置35
• 3.2.3 阻力测定依据35-36
• 3.2.4 污染膜清洗方法36-37
• 3.3 跨膜压差对阻力的影响37-38
• 3.4 膜面流速对阻力的影响38-39
• 3.5 各阻力与操作参数之间的关系39-40
• 3.6 水冲洗40-42
• 3.7 化学清洗42-46
• 3.7.1 清洗剂的选择42-43
• 3.7.2 清洗时间、清洗剂浓度的确定43-45
• 3.7.3 清洗次序的确定45-46
• 3.8 不同清洗方式清洗后凹土微滤膜的能谱分析46-48
• 3.9 本章小结48-49
• 第四章 多通道凹土微滤膜制备及在纤维素酶发酵液澄清中的应用49-57
• 4.1 引言49
• 4.2 实验材料及方法49-51
• 4.2.1 实验原料49-50
• 4.2.2 仪器50
• 4.2.3 多通道凹土微滤膜的制备50
• 4.2.4 分析测试方法50-51
• 4.3 涂膜时间对多通道凹土微滤膜结构及性能的影响51-53
• 4.4 多通道凹土微滤膜形貌分析53
• 4.5 多通道凹土微滤膜的渗透性能53-54
• 4.6 多通道凹土微滤膜在纤维素酶发酵液澄清中的应用54-55
• 4.7 本章小结55-57
• 第五章 结论57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-66
• 个人简介66

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨叶东,韩yN君,张金龙;纤维素酶的研究、生产及其在纺织上的应用[J];激光生物学报;2000年02期

2 汪测生;纤维素酶[J];山东纺织科技;2000年04期

3 汪多仁;纤维素酶在纺织工业中的应用[J];四川化工与腐蚀控制;2000年05期

4 孟雷,陈冠军,王怡,高培基;纤维素酶的多型性[J];纤维素科学与技术;2002年02期

5 张威;新一代的纤维素酶[J];国外纺织技术;2004年06期

6 刘桂荣,张鑫,郑明珠;纤维素酶的生产及应用前景[J];食品研究与开发;2004年01期

7 韩韫,蔡俊鹏;产纤维素酶海洋菌株的筛选及鉴定[J];现代食品科技;2005年03期

8 王菁莎,王颉,刘景彬;纤维素酶的应用现状[J];中国食品添加剂;2005年05期

9 赵荣乐;;纤维素酶研究进展[J];喀什师范学院学报;2005年06期

10 农向;伍红;秦天莺;向会耀;;纤维素酶的研究进展[J];西南民族大学学报(自然科学版);2005年S1期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 吕东海;周岩民;李如治;;饲用纤维素酶及其应用研究进展[A];酶制剂在饲料工业中的应用[C];2005年

2 陈清华;冯钦龙;周辉;;纤维素酶生产的研究进展[A];酶制剂在饲料工业中的应用[C];2005年

3 杨家华;郭志宏;;纤维素酶在反刍动物生产上的应用[A];中国奶牛协会2007年会论文集（上册）[C];2007年

4 曾涛;曾会才;陈汉清;;海南省部分纤维素酶高产菌株的分离与鉴定[A];2009年海南省微生物学检测及质量保证研讨会论文集[C];2009年

5 王凤超;陈冠军;刘巍峰;;环境基因组文库的构建及纤维素酶基因的筛选[A];2008年中国微生物学会学术年会论文摘要集[C];2008年

6 王娟;李欣;吴松刚;黄建忠;;长梗木霉外切纤维素酶基因的克隆及其表达[A];华东六省一市生物化学与分子生物学会2009年学术交流会论文摘要汇编[C];2009年

7 王骥;丁明;李燕红;陈清西;许根俊;赵辅昆;;动物内源性纤维素酶:福寿螺(Ampullaria crossean)多功能纤维素酶基因的克隆[A];华东六省一市生物化学与分子生物学会2003年学术交流会论文摘要集[C];2003年

8 冯文英;;固体纤维素酶的浸渍条件优化及其特性研究[A];中国造纸学报2003年增刊——中国造纸学会第十一届学术年会论文集[C];2003年

9 赵辅昆;王骥;陈清西;许根俊;;纤维素酶的研究进展[A];第七届全国酶学学术讨论会论文摘要集[C];2004年

10 姚强;黄琰;陈冠军;;产耐碱性纤维素酶丝状真菌的筛选及研究[A];山东微生物学会第六次会员代表大会暨2004年学术年会论文集（上）[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 平远 译;纤维素酶可提高秸秆饲料利用率[N];福建科技报;2004年

2 河北农业大学动物科技学院 孙洪新邋甄二英;纤维素酶在动物营养中的应用[N];中国畜牧兽医报;2008年

3 王菁莎　王颉 刘景彬;纤维素酶的应用现状[N];中国食品质量报;2009年

4 刘国信;开发纤维素酶制剂大有可为[N];经理日报;2004年

5 陆慕寒 整理;35项印染行业节能减排先进技术——助剂篇(二)[N];中国纺织报;2008年

6 山东农业大学 王纪亭;饲料原料资源匮乏出路何在[N];中国畜牧报;2003年

7 ;2009年印染行业节能减排优秀技术创新成果推介[N];中国纺织报;2009年

8 冯卫东;科技将这样改变我们的生活[N];科技日报;2008年

9 ;高活力纤维素酶生产技术　[N];中国化工报;2002年

10 本报记者 李晓岩;生物炼制：突破纤维素利用瓶颈[N];中国化工报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张庆;瑞氏木霉纤维素酶降解模式及其功能多样性研究[D];山东大学;2015年

2 张聪;Cytophaga hutchinsoni纤维素酶系研究[D];山东大学;2015年

3 韩超;嗜热真菌新的热稳定纤维素酶的克隆、表达和功能研究[D];山东农业大学;2015年

4 吕新星;里氏木霉纤维素酶基因转录调控因子Xyr1功能研究及铜离子响应高效表达体系的建立[D];山东大学;2015年

5 王俊玲;嗜热内切纤维素酶AcCel12B的酶学性质研究[D];吉林大学;2015年

6 华梅;长白山森林土壤纤维素酶基因多样性分析及基因克隆与表达[D];东北师范大学;2015年

7 郭红;高固体系纤维素酶水解与回收强化研究[D];天津大学;2015年

8 刘奎美;纤维素酶转录调控因子及纤维素酶应用的研究[D];山东大学;2016年

9 周峻沛;云斑天牛胃肠道内共生细菌来源的纤维素酶和半纤维素酶的初步研究[D];中国农业科学院;2010年

10 韦小敏;斜卧青霉胞外蛋白质组学分析与纤维素酶合成调控机制研究[D];山东大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 耿月姗;纤维素酶在几种咪唑类离子液体中活性研究[D];天津大学;2009年

2 钱文佳;南极细菌产低温纤维素酶的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

3 舒勤;嗜碱性芽孢杆菌Bacillus sp.AC-2产纤维素酶的研究[D];浙江大学;2004年

4 赵燕;高效纤维素酶高产菌的筛选及相关研究[D];武汉科技大学;2013年

5 李娜;耐热真菌纤维素酶基因的克隆与序列分析[D];山东农业大学;2013年

6 田海娇;纤维素酶生产菌的筛选、诱变及产酶机制的初步研究[D];东北林业大学;2015年

7 訾晓雪;不同底物诱导下桦剥管菌纤维素酶活和蛋白质组学研究[D];东北林业大学;2015年

8 谭玲;高效水解甘油有机溶剂预处理麦草纤维素酶制剂的选择和复配[D];江南大学;2015年

9 李靖一;pGAP调控下的内切纤维素酶组成型表达及酶制剂的制备[D];河北农业大学;2015年

10 王帅;纤维素酶活性架构及TrCel12A关键亚位点氨基酸功能研究[D];山东大学;2015年

，

本文编号：1042312