農作物秸稈木質纖維素組分分離及高效糖化工藝研究.pdf

1、針對二十一世紀所面臨的能源短缺危機，人們正在努力尋找替代化石燃料的新能源，以降低對不可再生能源的依賴。包括林木、農作物秸稈及農副產品下腳料等在內的纖維素原料是地球上產量最大的可再生資源，在自然生態(tài)系統(tǒng)的能量流與物質循環(huán)中有重要地位，以木質纖維素為原料制備乙醇是未來乙醇生產的發(fā)展方向。本文以玉米芯及四種農作物秸稈為研究對象進行木質纖維素組分的分離，通過對纖維素高效糖化工藝的初步探索，獲得纖維素水解糖制備的最適條件，為可再生資源的利用提供參

2、考依據。主要結論如下：
　　 1通過比較次氯酸鈉法、乙醇法、堿性雙氧水法和氨水法預處理對木質素脫除的效果可知，堿性雙氧水對玉米芯中木質素的脫除效率最高；正交試驗獲得堿性雙氧水脫除玉米芯木質素的工藝條件，處理時間對玉米芯木質素脫除率影響顯著，其主次關系為：時間＞雙氧水濃度＞堿濃度；最佳工藝條件為雙氧水濃度1.5％，堿濃度0.12 mol.L-1，處理時間6 h，木質素脫除率達78.08％。
　　 2以玉米秸稈、油菜秸稈、棉

3、花秸稈和小麥秸稈為原料進行脫木質素的試驗，結果表明，堿濃度0.12 mol.L-1，處理時間6 h時，玉米秸稈在2％雙氧水浸泡后，木質素脫除率達到最高76.18％；油菜秸稈在1％雙氧水浸泡后，木質素脫除率達到最高68.46％；棉花秸稈在1％雙氧水浸泡后，木質素脫除率達到最高70.09％；小麥秸稈在1.5％雙氧水浸泡后，木質素脫除率達到最高72.25％。采用掃描電鏡觀察堿性雙氧水處理玉米芯和四種秸稈前后的細胞表面結構顯示堿性雙氧水對秸稈木

4、質纖維素的結構具有疏松作用。
　　 3對不同原料的綜纖維素組分中的纖維素、半纖維素進行分離，通過正交試驗結果表明：影響纖維素含量的主次因素依次為：溫度＞堿濃度＞時間＞固液比。在溫度121℃，堿濃度2.5 mol·L-1，固液比1∶90條件下，對玉米芯、玉米秸稈、油菜秸稈、棉花秸稈和小麥秸稈的綜纖維素分別處理30 min、20 min、20 min、40 min和30 min后，纖維素含量均可達到90％以上。
　　 4分別

5、以玉米芯、玉米秸稈綜纖維素，油菜秸稈纖維素及其綜纖維素，棉花秸稈纖維素，小麥秸稈綜纖維素為底物，進行綠色木霉固態(tài)發(fā)酵試驗，發(fā)酵后濾紙酶活均高于20 FPU·mL-1，是其相應原料固態(tài)發(fā)酵后濾紙酶活的1.5至2倍。因此，以上六種物料可以作為生產纖維素酶的原料。
　　 5對玉米芯低酸糖化的正交試驗結果顯示，溫度、時間、溫度和時間交互作用對糖化率影響高度顯著，其主次關系為溫度＞時間＞溫度與時間交互作用＞酸濃度；在酸濃度22％，溫度12