機(jī)械攪拌下汽爆玉米秸稈酶解的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、能源危機(jī)和環(huán)境問題催生了我國可再生能源的發(fā)展。纖維乙醇因其原料來源豐富并具有生態(tài)效益而成為最佳液體替代燃料,也成為當(dāng)今工業(yè)技術(shù)的研究熱點(diǎn)。纖維乙醇的工藝路線已經(jīng)打通,而針對纖維乙醇生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備——攪拌設(shè)備尚未進(jìn)行專門的研究。為了提高轉(zhuǎn)化率、降低能源消耗和生產(chǎn)成本,本實(shí)驗(yàn)針對酶解過程進(jìn)行研究:優(yōu)化酶解條件和自行設(shè)計(jì)的不同攪拌器。
　　 本文以蒸汽爆破玉米秸稈為原料,首先在小試試驗(yàn)中以糖度為考察指標(biāo),綜合經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)可行性,

2、利用單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化酶解條件。研究說明原料不經(jīng)粉碎、在溫度50℃、底物濃度15％(w/w),、酶用量為60IU/(g底物)以及不添加Tween20的條件下,效果最好。
　　 其次還研究了蒸汽爆破玉米秸稈懸浮液的流變特性,利用冪律模型對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,其R2都在0.98以上;除此之外,研究還說明其表觀黏度具有依時(shí)性。
　　 然后利用雙層六直葉圓盤渦輪式攪拌器在7L發(fā)酵罐中進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn),考察酶解過程酶解液糖度和表觀黏度變化,

3、結(jié)果說明表觀黏度隨反應(yīng)時(shí)間的增加呈現(xiàn)降低的趨勢,而糖度則呈現(xiàn)上升的趨勢。利用分步加料的方式可以顯著地提高底物濃度,從而提高酶解液糖度,對比不同的分步加料方式,結(jié)果表明分三步加料效果更好。
　　 根據(jù)酶解過程物料表觀黏度變化情況,對自行設(shè)計(jì)的不同攪拌器進(jìn)行優(yōu)化。最佳條件為:四斜葉T型槳A攪拌器,轉(zhuǎn)速100r/min。研究一步加料和三步加料的高底物濃度酶解過程,結(jié)果表明三步加料比一步加料方式的轉(zhuǎn)化率略低,但是其功耗明顯降低,對設(shè)備的