利用菊芋秸秆生产生物丁醇及其分离纯化
发布时间：2021-08-15 02:02
随着地球上化石燃料的日益匮乏,生物燃料作为可再生能源引起了人们广泛的关注。生物丁醇作为第二代新型生物燃料以及重要的化学试剂。可以通过使用玉米,甘蔗等进行丙酮-丁醇-乙醇（ABE）发酵生产,但是这些与食物有关的原料生产丁醇对解决世界能源需求是不可持续的。目前世界上已将研究方向转向以木质纤维素进行大规模生产生物丁醇。木质纤维素发酵成生物丁醇主要分成4部分:秸秆预处理,纤维素酶水解,ABE发酵及其产物的分离。为了优化预处理,酶水解以及ABE发酵的条件,提高菊芋秸秆的利用率和丁醇产率,本文进行了以下的研究:分别考察了不同浓度的NaOH-H2O2对菊芋秸秆（JAS）进行预处理的效果。2%NaOH-6%H2O2预处理后,菊芋秸秆纤维素,半纤维素,木质素三种主要成分的含量为64%、11.7%、5.3%,木质素的去除率达到了84.1%。当菊芋秸秆水解60 h时,水解率达到最高值。水解后可利用糖浓度为59.9 g/L,葡萄糖为48.3 g/L,木糖为11.6 g/L。随后用C.beijerinckii BA101进行...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 木质纤维素的主要成分与结构
1.1.1 木质纤维素的组成及结构
1.1.2 菊芋秸秆生产生物丁醇的背景
1.2 木质纤维素预处理方法的研究进展
1.2.1 物理法
1.2.2 生物法
1.2.3 化学法
1.2.4 物理化学法
1.3 纤维素酶水解以及影响因素
1.4 ABE发酵
1.4.1 丁醇的作用及性质
1.4.2 生物法生成生物丁醇
1.4.3 ABE发酵的菌属
1.5 抑制剂对ABE发酵产丁醇的影响
1.5.1 过程抑制剂
1.5.2 固有抑制剂
1.5.3 抑制剂的代谢作用
1.6 脱毒方法
1.7 丁醇分离方法
1.7.1 渗透汽化的原理
1.7.2 汽化渗透的原理
1.8 课题的目的及意义
2 菊芋秸秆不同预处理方法及条件的探究
2.1 引言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 主要实验仪器
2.2.2 主要化学试剂
2.2.3 实验原料及菌株
2.2.4 培养基
2.3 实验方法
2.3.1 菊芋秸秆的预处理方法
2.3.2 菊芋秸秆酶水解
2.3.3 菌体的培养及ABE发酵
2.4 分析方法
2.4.1 组分测定分析
2.4.2 酶活性测定
2.4.3 糖测定
2.4.4 菌体及有机酸测定
2.5 结果与讨论
2.5.1 不同预处理菊芋秸秆的组分分析
2.5.2 不同预处理菊芋秸秆的酶水解时间
2.5.3 不同预处理菊芋秸秆酶水解液的ABE发酵
2.5.4 不同纤维素酶（尤特尔与诺维信）对水解以及ABE发酵的影响
2.5.5 不同菌种对菊芋秸秆ABE发酵的影响
2.6 本章小结
3 菊芋秸秆酶水解以及ABE发酵条件的优化实验
3.1 引言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 主要实验仪器
3.2.2 主要实验仪器
3.3 NaOH-H_2O_2预处理时间对酶水解的影响
3.4 洗涤次数对ABE发酵和废水产生的影响
3.5 柠檬酸盐缓冲液对酶水解和ABE发酵的影响
3.6 水解液初始pH对ABE的影响
3.7 菊芋秸秆水解液与葡萄糖发酵性能对比
3.8 本章小结
4 丁醇的分离纯化
4.1 引言
4.2 实验材料
4.2.1 主要仪器
4.2.2 主要试剂
4.3 实验方法
4.3.1 PDMS均质膜的制备
4.3.2 渗透汽化与汽化渗透实验
4.3.3 分析与测定方法
4.4 结果与讨论
4.4.1 渗透汽化(PV)与汽化渗透（VSVP）原位分离的比较
4.4.2 渗透汽化(PV)与汽化渗透（VSVP）批次分离的比较
4.5 本章小结
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3343618
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 木质纤维素的主要成分与结构
1.1.1 木质纤维素的组成及结构
1.1.2 菊芋秸秆生产生物丁醇的背景
1.2 木质纤维素预处理方法的研究进展
1.2.1 物理法
1.2.2 生物法
1.2.3 化学法
1.2.4 物理化学法
1.3 纤维素酶水解以及影响因素
1.4 ABE发酵
1.4.1 丁醇的作用及性质
1.4.2 生物法生成生物丁醇
1.4.3 ABE发酵的菌属
1.5 抑制剂对ABE发酵产丁醇的影响
1.5.1 过程抑制剂
1.5.2 固有抑制剂
1.5.3 抑制剂的代谢作用
1.6 脱毒方法
1.7 丁醇分离方法
1.7.1 渗透汽化的原理
1.7.2 汽化渗透的原理
1.8 课题的目的及意义
2 菊芋秸秆不同预处理方法及条件的探究
2.1 引言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 主要实验仪器
2.2.2 主要化学试剂
2.2.3 实验原料及菌株
2.2.4 培养基
2.3 实验方法
2.3.1 菊芋秸秆的预处理方法
2.3.2 菊芋秸秆酶水解
2.3.3 菌体的培养及ABE发酵
2.4 分析方法
2.4.1 组分测定分析
2.4.2 酶活性测定
2.4.3 糖测定
2.4.4 菌体及有机酸测定
2.5 结果与讨论
2.5.1 不同预处理菊芋秸秆的组分分析
2.5.2 不同预处理菊芋秸秆的酶水解时间
2.5.3 不同预处理菊芋秸秆酶水解液的ABE发酵
2.5.4 不同纤维素酶（尤特尔与诺维信）对水解以及ABE发酵的影响
2.5.5 不同菌种对菊芋秸秆ABE发酵的影响
2.6 本章小结
3 菊芋秸秆酶水解以及ABE发酵条件的优化实验
3.1 引言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 主要实验仪器
3.2.2 主要实验仪器
3.3 NaOH-H_2O_2预处理时间对酶水解的影响
3.4 洗涤次数对ABE发酵和废水产生的影响
3.5 柠檬酸盐缓冲液对酶水解和ABE发酵的影响
3.6 水解液初始pH对ABE的影响
3.7 菊芋秸秆水解液与葡萄糖发酵性能对比
3.8 本章小结
4 丁醇的分离纯化
4.1 引言
4.2 实验材料
4.2.1 主要仪器
4.2.2 主要试剂
4.3 实验方法
4.3.1 PDMS均质膜的制备
4.3.2 渗透汽化与汽化渗透实验
4.3.3 分析与测定方法
4.4 结果与讨论
4.4.1 渗透汽化(PV)与汽化渗透（VSVP）原位分离的比较
4.4.2 渗透汽化(PV)与汽化渗透（VSVP）批次分离的比较
4.5 本章小结
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3343618
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