玉米秸秆制备燃料乙醇的预处理和酶解工艺研究

发布时间：2021-07-12 08:16

　　预处理是生物转化木质纤维素材料制备燃料乙醇生产中至关重要的一步,有效的预处理可打破木质纤维素的结构、去除部分阻碍酶解的木质素,从而提高纤维素材料的酶水解转化率。本研究以玉米秸秆为底物,采用微波辅助预处理方法,通过单因素实验方法,研究了酸种类、酸浓度、微波辐射时间和微波强度等因素对木质素的去除率以及预处理底物水解效率的影响,得到最佳的预处理条件,为实现低成本高效转化木质纤维素材料制备燃料乙醇提供基础;采用控制单因素变量法,以经过1wt%H2SO4,140℃,40min条件预处理得到的玉米秸秆为底物,对高效纤维素酶复配体系进行了研究,旨在提高纤维素酶复配体系的整体酶效,减少总酶使用量,从而降低纤维素乙醇的生产成本;研究了不同的总酶蛋白量和不同的酶复配方案对木质纤维素底物酶水解效果的影响,进一步探讨了木聚糖酶和果胶酶对不同纤维素底物水解过程的影响,得出了较优的纤维素酶复配方式。研究结果表明:1)在筛选的多种有机酸中,以微波结合小分子有马来酸和柠檬酸的预处理效果最好。在马来酸辅助的最佳条件下（酸浓度为15%,固液比为1:40,微波强度为200 w,辐射时间为8分钟）,还原糖产率可以达到为51.... 

【文章来源】：扬州大学江苏省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．组成半纤维素的残糖基??

质素的分子质量很低，一般是几十到几万不等。分子量的高低与其分离方法有关。木??质素中含量最多的Ｃ约占总含量的６０？６６％左右，Ｈ含量为５？６％，两者之比为为１２：１，??等于苯类碳氢之比（图３）。木质素是非常复杂的天然聚合物，但毫无重复单元间的规律??性和有序性。木质素是由木质素的结构单元反应而来，其原理与连续脱氢聚合机理相??同，用几种形式相互无规则的连接起来，聚合形成一个三维网状的聚酚化合物［１３］。因??此，木质素没有特定的化学式，只是一种按特定测定结果平均出来的假定分子结构。??Ｈ３Ｃ０??ＨＯ－＾Ｃ—Ｃ－０?Ｈ０—＾》￣￣Ｃ￣Ｃ＾＊Ｃ?Ｈ０—￣Ｃ－￣＊Ｃ＂－＊Ｃ??ＨｊＣＯ?Ｈ，０＞??（Ｉ）？铒木募结构?紫丁香基结构?（３）对羟苯基结构??图３．木质素的３种基本结构单元??Ｆｉｇｕｒｅ?３．?Ｔｈｒｅｅ?ｂａｓｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｕｎｉｔｓ?ｏｆ?ｌｉｇｎｉｎ??木质素本身是一种白色接近无色的物质，分离后呈现淡黄色到深褐色。木质素是一??种在结构上存在许多极性基团的聚合体，最多的是羟基，这就形成了很强的分子内和分??

上冷凝回流装置，再进行微波预处理。反应结束后，将样品倒入布氏漏斗进行抽滤，滤??渣用去离子水反复冲洗几次后放入烘箱中烘干至恒重，装袋标记备用，在室温下密封储??存（图４）。??

【参考文献】：
期刊论文
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[3]微波预处理对水稻秸秆糖化率与成分和结构的影响[J]. 马欢,刘伟伟,刘萍,程备久,朱苏文,吴跃进.  农业机械学报. 2014(10)
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[9]木质纤维素燃料乙醇生物转化预处理技术[J]. 杨尉,刘立国,武书彬.  广州化工. 2011(13)
[10]混合酶对经不同预处理的甜高粱秆渣的水解[J]. 王闻,庄新姝,余强,袁振宏,亓伟,徐惠娟.  农业工程学报. 2011(S1)

博士论文
[1]木质素对纤维素酶的吸附性质及机制和酶的理性改造[D]. 卢宪芹.山东大学 2018

硕士论文
[1]微波及助剂在植物纤维预处理和酶解中的应用[D]. 仝明.南京林业大学 2009



本文编号：3279543