綠色溶劑中木質(zhì)纖維素原料預(yù)處理及其酶解研究
發(fā)布時間:2020-12-23 14:22
隨著全球經(jīng)濟的迅速發(fā)展,以木質(zhì)纖維素為原料的生物煉制技術(shù)是解決當(dāng)前資源、環(huán)境等難題的有效途徑之一,越來越多的國家將他們的目光集中在如何從可再生資源中得到清潔能源的大規(guī)模發(fā)展和利用上。在我國,玉米秸稈和稻殼資源豐富,是大宗農(nóng)業(yè)廢棄物。因其富含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素,因而被認為是生產(chǎn)有價值的化學(xué)品的重要生物質(zhì)。木質(zhì)纖維素經(jīng)水解后得到碳水化合物,可通過生化轉(zhuǎn)化技術(shù)制成潔凈能源產(chǎn)品,如乙醇,生物柴油和生物丁醇等。因此,尋找綠色高效的預(yù)處理方法、提高酶的水解效率將對降低微生物油脂成本,甚至人類社會的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重要意義。本論文首先以玉米秸稈為材料,研究了由CO2、H2O以及H202組成的綠色溶液中C02壓力對玉米秸稈預(yù)處理的影響。為檢驗各種壓力下的預(yù)處理效果,研究了不同C02壓力對預(yù)處理后的殘渣和上清液酶解試驗的影響。結(jié)果表明,當(dāng)C02壓力為4MPa時,預(yù)處理效果最好,干重回收率僅為30%,并且不同的壓力對酶解率影響很大。將預(yù)處理上清液和固體殘渣分別酶解24h后,可相應(yīng)得到還原糖389mg/g口266mg/g。其次,本文根據(jù)稻殼組成和結(jié)構(gòu)特點,采用N-甲基吡咯烷酮(NMP)/1-乙基-3-甲...
【文章來源】:大連工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
纖維素結(jié)構(gòu)
?圖1-3生物質(zhì)預(yù)處理Fig. 1-3 Pretreatment of biomass1.3. 1物理法物理法預(yù)處理的主要目的是通過改變原料的物理結(jié)構(gòu)來降低纖維素結(jié)晶度和增加纖維素酶觸面積。(1)機械粉碎。原料用振動磨、棍筒和球磨等粉碎,可以破壞木質(zhì)素和纖維素、半纖維素的結(jié)合層,降低三者的聚合度,改變纖維素的結(jié)晶構(gòu)造,木質(zhì)素被保留。粉碎處理不僅可提高水解糖化率和反應(yīng)性能,而且有利于纖維素酶在酶解過程中發(fā)揮更大作用。粉碎處理提高糖化率的程度有限,且耗能較高,占工藝過程總耗能的50-60%[w。簡易的機械處理的優(yōu)點是使用方便、成本低廉、可提高稻桿原料的利用率,但這種方法具有一定的局限性因而并不適合所有材料的處理。Zhang等_對稻草采用切碎和研磨兩種方法來研究不同處理對稻草稻稈產(chǎn)氧潛能和產(chǎn)氧速率的影響。結(jié)果表明,切碎處理效果不是很明顯,但研磨處理后可明顯提高稻稈的產(chǎn)氫效率。(2)高溫分解。纖維素在較低的溫度下分解緩慢且可以產(chǎn)生揮發(fā)性較弱的物質(zhì)
圖注:A (室溫,0 h); B (140 ° C,1 h) ; C (140。C,2 h) : D (140 ° C,3 h)3. 2. 2稻殼預(yù)處理前后的表觀分析通過電子掃描顯微鏡對預(yù)處理3小時后的再生稻殼和原始稻殼的形貌進行觀察。如圖3-6所示,A、B分別為原始稻殼外、內(nèi)表面,外表面整齊地排列著圓錐狀凸起,而
【參考文獻】:
期刊論文
[1]半纖維素提取技術(shù)及綜合利用研究進展[J]. 張伯坤,張美云,李金寶. 黑龍江造紙. 2009(03)
[2]秸稈預(yù)處理的最新研究進展[J]. 馬英輝,王聯(lián)結(jié). 纖維素科學(xué)與技術(shù). 2009(03)
[3]木質(zhì)素降解菌的篩選及其纖維素酶基因克隆表達研究[J]. 林玲,林志偉,郭梧年,楊菁,汪世華. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2009(05)
[4]利用纖維素酶降解稻草粉的研究[J]. 劉小杰,郭秀峰,歐凱. 中國食品添加劑. 2009(04)
[5]纖維素及其衍生物在食品及醫(yī)藥行業(yè)的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 劉濤,劉寧,方桂珍. 食品科學(xué). 2009(15)
[6]天然纖維素原料生產(chǎn)生物燃料的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 高陽,劉四新. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2009(07)
[7]秸稈預(yù)處理技術(shù)存在的問題與發(fā)展前景[J]. 劉睿,萬楚筠,黃茜,黃鳳洪. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2009(05)
[8]一株產(chǎn)纖維素酶真菌的篩選、鑒定及酶學(xué)性質(zhì)初步研究[J]. 張?zhí)K龍,呂淑霞,林英,夏楊. 微生物學(xué)雜志. 2009(03)
[9]高產(chǎn)單細胞油脂真菌研究進展[J]. 李元森,劉建軍,趙祥穎. 山東食品發(fā)酵. 2009(01)
[10]半纖維素多糖的提取純化研究[J]. 鐘俊楨,劉成梅,劉偉,余海霞. 現(xiàn)代食品科技. 2009(01)
本文編號:2933862
【文章來源】:大連工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
纖維素結(jié)構(gòu)
?圖1-3生物質(zhì)預(yù)處理Fig. 1-3 Pretreatment of biomass1.3. 1物理法物理法預(yù)處理的主要目的是通過改變原料的物理結(jié)構(gòu)來降低纖維素結(jié)晶度和增加纖維素酶觸面積。(1)機械粉碎。原料用振動磨、棍筒和球磨等粉碎,可以破壞木質(zhì)素和纖維素、半纖維素的結(jié)合層,降低三者的聚合度,改變纖維素的結(jié)晶構(gòu)造,木質(zhì)素被保留。粉碎處理不僅可提高水解糖化率和反應(yīng)性能,而且有利于纖維素酶在酶解過程中發(fā)揮更大作用。粉碎處理提高糖化率的程度有限,且耗能較高,占工藝過程總耗能的50-60%[w。簡易的機械處理的優(yōu)點是使用方便、成本低廉、可提高稻桿原料的利用率,但這種方法具有一定的局限性因而并不適合所有材料的處理。Zhang等_對稻草采用切碎和研磨兩種方法來研究不同處理對稻草稻稈產(chǎn)氧潛能和產(chǎn)氧速率的影響。結(jié)果表明,切碎處理效果不是很明顯,但研磨處理后可明顯提高稻稈的產(chǎn)氫效率。(2)高溫分解。纖維素在較低的溫度下分解緩慢且可以產(chǎn)生揮發(fā)性較弱的物質(zhì)
圖注:A (室溫,0 h); B (140 ° C,1 h) ; C (140。C,2 h) : D (140 ° C,3 h)3. 2. 2稻殼預(yù)處理前后的表觀分析通過電子掃描顯微鏡對預(yù)處理3小時后的再生稻殼和原始稻殼的形貌進行觀察。如圖3-6所示,A、B分別為原始稻殼外、內(nèi)表面,外表面整齊地排列著圓錐狀凸起,而
【參考文獻】:
期刊論文
[1]半纖維素提取技術(shù)及綜合利用研究進展[J]. 張伯坤,張美云,李金寶. 黑龍江造紙. 2009(03)
[2]秸稈預(yù)處理的最新研究進展[J]. 馬英輝,王聯(lián)結(jié). 纖維素科學(xué)與技術(shù). 2009(03)
[3]木質(zhì)素降解菌的篩選及其纖維素酶基因克隆表達研究[J]. 林玲,林志偉,郭梧年,楊菁,汪世華. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2009(05)
[4]利用纖維素酶降解稻草粉的研究[J]. 劉小杰,郭秀峰,歐凱. 中國食品添加劑. 2009(04)
[5]纖維素及其衍生物在食品及醫(yī)藥行業(yè)的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 劉濤,劉寧,方桂珍. 食品科學(xué). 2009(15)
[6]天然纖維素原料生產(chǎn)生物燃料的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 高陽,劉四新. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2009(07)
[7]秸稈預(yù)處理技術(shù)存在的問題與發(fā)展前景[J]. 劉睿,萬楚筠,黃茜,黃鳳洪. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2009(05)
[8]一株產(chǎn)纖維素酶真菌的篩選、鑒定及酶學(xué)性質(zhì)初步研究[J]. 張?zhí)K龍,呂淑霞,林英,夏楊. 微生物學(xué)雜志. 2009(03)
[9]高產(chǎn)單細胞油脂真菌研究進展[J]. 李元森,劉建軍,趙祥穎. 山東食品發(fā)酵. 2009(01)
[10]半纖維素多糖的提取純化研究[J]. 鐘俊楨,劉成梅,劉偉,余海霞. 現(xiàn)代食品科技. 2009(01)
本文編號:2933862
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