双酶法处理杨木纤维定向转化乙醇研究

发布时间：2021-08-22 08:26

　　近年来,地球上的资源不断被消耗,生物乙醇则作为一种可再生的清洁能源受到了全世界的广泛关注。通过使用来源广泛、价格低廉的木质纤维来生产生物乙醇是一种很有价值的转化方式,并且具有良好的应用前景。因此,优化木质纤维的预处理工艺,能够有效改变木质纤维原料的结构,从而促进酶的降解。且酵母菌作为一种易培养、生长繁殖快的微生物,在木质纤维生物乙醇的转化过程中起到了至关重要的作用。本研究以杨木纤维作为原料,优化了其预处理过程,利用酿酒酵母CICC-1517RM发酵进行乙醇的转化,优化对比了不同类型的发酵方式,同时探究了不同抑制因子对发酵产乙醇的影响。获得的主要结果如下:（1）为进一步提高杨木纤维还原糖的转化率,对经过磷酸浸渍的杨木纤维进行高压蒸汽爆破,再使用先木聚糖酶高温预水解、后纤维素酶水解的双酶法进行酶解处理,对液料比、木聚糖酶添加量、木聚糖酶预水解时间、木聚糖酶预水解温度、纤维素酶添加量、纤维素酶水解时间以及纤维素酶水解温度等7个因素进行单因素试验。结合单因素试验结果通过Plackett-Burman实验设计筛选出液料比、木聚糖酶预水解温度以及纤维素酶水解时间3个重要因素,对以上三因素利用Box... 

【文章来源】：中南林业科技大学湖南省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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图３．１不同料液比对还原糖转化量的影响

中南林业科技大学硕士学位论文?双酶法处理杨木纤维定向转化乙醇研究??纤维素酶水解时间：由图３．６可知，随着纤维素酶水解时间的增加，还原糖??产量呈增加趋势，在４８?ｈ达到最大值１４７．３９?ｍｇ／ｇ，３６?ｈ后变化不大，可能是由??于后期副产物的产生造成了还原糖的破坏而使其产量不高，故选择纤维素酶水解??时间为３６?ｈ。??纤维素酶水解温度：由图７可知，随着纤维素酶水解温度的升高，还原糖转??化量先增加后减少，当纤维素酶水解温度为５０?°Ｃ时达到最大值１４９．７３?ｍｇ／ｇ，此??时纤维素酶酶活最佳，这可能是由酶本身的性质决定的，在５０?°Ｃ时纤维素酶能??更好地发挥酶解作用。故选择纤维素酶水解温度为５０?°Ｃ。??１６０?ｒ??１５０?．?■??一?１４０－?Ｚ？一’…?＿１５０?■?，?？?．??｜ｊ４０－?，??＾１２０＇?／?／??￥１１０－?乂?Ｓ?／??／?｜１２０．?／?＾??２５?９０?？?／?爸】１?＾??５?〇〇?．?／?＾??８０?■?１００?？?ｙ??７０?－?■??Ｉ?．?Ｉ?．?ｔ?．?ｔ?．?Ｉ?．?９０?Ｍ?．?Ｉ?．?１?，?Ｉ?．?｜??Ｉ：?１?２：?１?３：?１?４：?１?５：?１?１０?】５?２０?２５?３０??液料比（ｍＬ／ｇ＞?木聚狱嗨添加ｔ?（Ｔｌ：／ｇ）??图３．１不同料液比对还原糖转化量的影响?图３．２不同木聚糖酶添加量对还原糖转化量??Ｆｉｇｕｒｅ?３．１?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｌｉｑｕｉｄ－ｔｏ－ｓｏｌｉｄ?ｒａｔｉｏｓ?的影响??ｏｎ?ｔｈｅ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?

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【参考文献】：
期刊论文
[1]狼尾草高底物同步糖化乙醇发酵全残留物产甲烷特性研究[J]. 陈乐,左然然,李建安,杜济良,杨秀山,田沈.  太阳能学报. 2020(03)
[2]燃料乙醇发酵技术研究进展[J]. 郭振强,张勇,曹运齐,刘云云,赵于,吴蔼民.  生物技术通报. 2020(01)
[3]利用木质纤维素生产丁醇的研究进展[J]. 周智友,李志,张庆华,刘孟荧,黎秋玲,李汉广.  微生物学通报. 2019(12)
[4]真空浸渍工艺对速生杨木改性材力学性能的影响[J]. 王娱,王天龙.  东北林业大学学报. 2019(06)
[5]热过氧化氢预处理对花生秸秆酶解的影响[J]. 熊佳定,丁为民,王文鑫,Muhammad Hassan,孙元昊,李志伟.  太阳能学报. 2018(09)
[6]联合生物加工产纤维素乙醇中真菌的开发与应用[J]. 刘东国,吴云青,段学辉.  化工进展. 2018(09)
[7]蒸汽爆破预处理对玉米芯酶水解的影响[J]. 王风芹,谢慧,仝银杏,李传斌,任天宝,宋安东.  太阳能学报. 2018(06)
[8]半同步和同步糖化发酵稻草转化乙醇的研究[J]. 黄书鑫,吕继良,徐永波,蔡毅敏,周波,张丽娟,王振.  湖北理工学院学报. 2017(06)
[9]木质素转化制备化学品研究进展[J]. 孙书晶,骆立钢,曾琴.  山东化工. 2017(12)
[10]酶解木质素的碱催化温和水热降解[J]. 单增宇,马灼明,李淑君.  生物质化学工程. 2017(02)

博士论文
[1]糠醛洁净生产工艺及生物质综合利用研究[D]. 隋光辉.吉林大学 2019
[2]稀酸碱预处理过程中植物细胞壁解构研究[D]. 吉喆.北京林业大学 2016

硕士论文
[1]生物质及其平台化合物的催化转化研究[D]. 王斌.西北民族大学 2019
[2]碱性亚硫酸钠耦合蒸汽预处理竹材及酶解过程研究[D]. 秦书百川.北京林业大学 2016
[3]杨木纤维预处理及其酶解过程优化[D]. 潘奇.中南林业科技大学 2015
[4]秸秆类生物质超微预处理技术及其产氢可行性研究[D]. 张志萍.河南农业大学 2012
[5]辐照预处理提高小麦秸秆酶解产糖的研究[D]. 沈志强.湖南大学 2008
[6]一株生孢噬纤维菌的分离纯化、鉴定及降解纤维素滤纸过程的研究[D]. 张影.东北师范大学 2003



本文编号：3357387