木糖渣资源化利用研究

发布时间：2017-12-12 10:03

  本文关键词：木糖渣资源化利用研究

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【摘要】：目前,面对日益严重的能源和环境问题,充分合理地利用木质纤维素资源具有重要意义。木糖渣是工业上以玉米芯为原料经稀酸水解制备木糖时所产生的富含纤维素的废渣,是一种良好的木质纤维素资源。为了实现木糖渣的高效资源化综合利用,本研究首先以木糖渣、麸皮、玉米秸秆等为主要原料,对长梗木霉G26固态发酵产纤维素酶培养基进行优化,提高酶产量,降低制酶成本;再利用G26发酵所产粗酶液,开展木糖渣高效糖化工艺研究,提高可发酵糖的转化率和糖浓度;最后探索利用产酶发酵残渣再次用于发酵制备纤维素酶,以及将废渣作为玉米种植肥料的可行性。本研究主要结果如下:1、通过PB设计试验和CCD响应面分析法对长梗木霉G26固态发酵产酶培养基进行优化,确定了最适培养基组分:固体组分中含麸皮20.00%,玉米秸秆53.30%,木糖渣26.70%,营养盐溶液中含磷酸二氢钾1.00%、硫酸铵1.80%、豆饼粉8.88%、尿素1.00%、玉米浆3.47%。固液比为1:1.5,在32℃下,静置培养96h,滤纸酶活达到8.07IU/mL(10倍浸提),比优化前提高13.34%。2、长梗木霉G26所产纤维素酶糖化木糖渣结果表明,分段糖化效果显著优于批次糖化。当总酶量不变时,粗酶液比酶活力为6.0IU/mL,料液比为1.25:10,初始加酶量为60%,18h和36h分别补酶20%,糖化60h,葡萄糖含量最高为52.30g/L,纤维素的水解率达到70.65%。并将含60.10g/L葡萄糖的糖化液用于发酵产L-乳酸,发酵44h,L-乳酸产量最高达到52.0g/L,葡萄糖的糖酸转化率为86.50%。3、通过对发酵产酶废渣开展二次发酵研究,确定了当新旧原料质量比为3:7,补加营养盐(除豆饼粉外)和4.44%的豆饼粉,发酵96h,滤纸酶活达到5.75IU/mL。同时,研究结果表明,G26固体发酵产纤维素酶的废渣适合作为玉米的肥料。综上所述,通过固态发酵对长梗木霉G26产酶培养基的优化,产酶水平明显提高,降低了原料成本;通过对木糖渣糖化工艺进行研究,提高了糖转化率和糖浓度;最后将产酶残渣补充部分原料后,用于发酵制酶和农作物肥料,取得了较好的效果。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X792

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本文编号：1282073