纖維素酶降解芭蕉莖葉及發(fā)酵制取沼氣的研究.pdf

1、本論文以芭蕉莖葉為原料，采用2％氫氧化鈉、2％硫酸和2％鹽酸對原料進(jìn)行預(yù)處理，綜合分析了纖維素酶水解芭蕉莖葉的還原糖得率，選出最優(yōu)的預(yù)處理方法；結(jié)合紅外光譜、X-衍射、掃描電鏡分析芭蕉莖葉酶解前后的結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行纖維素酶水解工藝條件的研究；最后探索芭蕉莖葉厭氧消化制取沼氣的可行性。研究主要結(jié)果如下：
　　 1.未處理之前芭蕉莖葉的酶解還原糖得率為13.49％，而經(jīng)2％硫酸預(yù)處理后酶解還原糖得率為28.27％，經(jīng)2％鹽酸預(yù)處理后的酶

2、解還原糖得率為25.86％，經(jīng)過2％氫氧化鈉預(yù)處理后，酶解還原糖得率達(dá)到了34.95％，可見經(jīng)過2％氫氧化鈉預(yù)處理后，酶解還原糖得率是最高的。三種預(yù)處理方式對芭蕉莖葉纖維素結(jié)晶度的影響不同，經(jīng)過2％H2SO4處理后，原料的纖維素結(jié)晶度從未處理前的67.85％提高到了68.46％，而經(jīng)2％HCl處理后和2％NaOH處理后，原料纖維素的結(jié)晶度從未處理前時的67.85％分別降低為58.73％和48.03％。
　　 2.通過單因素分析和

3、正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，確定了芭蕉莖葉2％氫氧化鈉預(yù)處理產(chǎn)物纖維素酶水解最優(yōu)化條件為：酶用量0.06g/g絕干原料，底物濃度30g/L，pH值5.0，反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時間48h。
　　 3.芭蕉莖葉酶解前后的X-衍射分析：酶解前芭蕉莖葉的結(jié)晶度為48.03％，酶解后芭蕉莖葉的結(jié)晶度提高到了58.67％，酶解致使芭蕉莖葉的結(jié)晶度提高了10.64％。
　　 4.研究不同預(yù)處理方法對芭蕉莖葉厭氧發(fā)酵的影響，結(jié)果表明：在固液混合發(fā)酵中

4、，芭蕉莖葉經(jīng)氫氧化鈉-纖維素酶水解綜合處理后，產(chǎn)氣量比未處理時提高了44.38％；而經(jīng)過鹽酸和硫酸預(yù)處理后的芭蕉莖葉厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣能量和未處理時相比有所下降，分別比未處理時下降了40.17％和35.56％。
　　 5.通過熱能轉(zhuǎn)換計(jì)算，發(fā)現(xiàn)未處理芭蕉莖葉厭氧發(fā)酵實(shí)際熱能轉(zhuǎn)換率為3579.63kJ/kg，比直接燃燒實(shí)際熱能轉(zhuǎn)換率提高了20.56％，經(jīng)過氫氧化鈉處理后比未處理直接燃燒實(shí)際熱值提高了44.15％，而經(jīng)NaOH-纖維素酶