用于生物制氫的玉米秸稈協(xié)同預(yù)處理工藝實驗研究.pdf

1、本論文在國家863計劃項目“生物制氫關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”資助下完成的(項目編號:2012AA051502)。目前，我國的大部分農(nóng)作物秸稈未被合理開發(fā)利用，造成了資源的浪費(fèi)與環(huán)境污染。而豐富的纖維素資源可通過直接或者間接的途徑來生產(chǎn)氫氣。因此在我國研究開發(fā)農(nóng)作物秸稈纖維素轉(zhuǎn)化技術(shù)將其用于制氫具有很大的優(yōu)勢，對于解決能源短缺和保護(hù)環(huán)境有著重要意義。
　　但是受限于纖維素降解成本高，產(chǎn)氫效率低的因素，光合制氫的探索道路仍然很漫長。產(chǎn)黃纖

2、維單胞菌能夠產(chǎn)生纖維素酶降解農(nóng)作物秸稈，產(chǎn)生的還原糖和小分子酸可以用于光合細(xì)菌制氫。本文研究了首先使用稀硫酸預(yù)處理玉米秸稈，然后調(diào)節(jié)pH值，加入已經(jīng)培養(yǎng)好的產(chǎn)黃纖維單胞菌菌液，利用其產(chǎn)生的纖維素酶繼續(xù)降解玉米秸稈，光合細(xì)菌利用降解液進(jìn)行光合產(chǎn)氫的實驗。對今后的秸稈的預(yù)處理技術(shù)以及光合產(chǎn)氫技術(shù)進(jìn)一步的研究有重要的參考價值。研究的結(jié)論總結(jié)如下:
　　(1)首先，通過單因素實驗設(shè)計，對酸處理階段的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。得出結(jié)論:還原糖含量

3、隨著硫酸的濃度增加，處理時間延長，溫度升高而增加。當(dāng)固液比為1∶10，硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8％，預(yù)處理時間為60min，溫度為121℃時，還原糖含量累積最多，最多為888.29mg。
　　(2)生物預(yù)處理階段所選的纖維素降解細(xì)菌為產(chǎn)黃纖維單胞菌，屬于纖維單胞菌屬，在蛋白胨-牛肉膏瓊脂上的菌落通常凸起，淡黃色，屬于化能異養(yǎng)型細(xì)菌，可以進(jìn)行發(fā)酵代謝，能夠產(chǎn)生多種纖維素酶。實驗測得玉米秸稈在發(fā)酵60h，產(chǎn)酶活性最強(qiáng)。
　　(3)對產(chǎn)黃

4、纖維單胞菌降解玉米秸稈纖維素的工藝條件固液比、pH值和溫度進(jìn)行了優(yōu)化。得出了以下結(jié)論，玉米秸稈與菌液的固液比（質(zhì)量與體積的比值g／L）為15％，pH為6時，溫度為25℃，還原糖含量最高，還原糖濃度為3.26g/L。
　　(4)通過單因素實驗設(shè)計，對玉米秸稈進(jìn)行化學(xué)-生物協(xié)同預(yù)處理的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化，得出結(jié)論:當(dāng)玉米秸稈先進(jìn)行硫酸處理之后，再進(jìn)行生物預(yù)處理。玉米秸稈協(xié)同預(yù)處理的時間縮減為12天，還原糖含量大幅度增加。
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