改進玉米秸稈化學預處理以提高生物酶解糖類轉化的研究.pdf

1、經濟的飛速發(fā)展增加了全球對于能源的需求,加重了能源問題和環(huán)境問題。顯然,從能源的高效利用以及資源的可持續(xù)發(fā)展角度來看,由石油化工中獲取燃料的方式面臨著嚴峻的困難。近十幾年來,來自于化石能源之外的生物質轉化利用日趨受到重視。從木質纖維資源中,通過化學轉化和生物轉化的方式,可以獲得重要的生物質燃料(例如乙醇、丁醇等)以及有著多種用途的木質素產品(例如混凝土減水劑、酚醛樹脂等),這些產品有著廣闊的需求和商業(yè)應用。因此,充分利用可再生的而且與環(huán)

2、境兼容的木質纖維資源,為開發(fā)生物能源、生物基化學品以及生物基材料提供了廣闊的發(fā)展前景。
　　在本課題中,采用NaOH、NaOH+AQ、NaOH+Na2SO3、NaOH+Na2S、H2SO4+Na2SO3以及H2SO4等不同化學藥品分別組合,研究了玉米秸稈的預處理,并通過改變溫度和藥品用量,考察對預處理后物料的得率、木質素脫除率和碳水化合物保留率的影響,并且進一步研究了化學預處理對后續(xù)酶解處理的效率及總糖得率的影響。其中,針對亞硫酸

3、鈉法預處理,在藥品用量上進行了優(yōu)化,取得了理想的糖類成分轉化效果。討論了亞硫酸鈉法預處理過程中,溫度、時間和用堿量三個因素對預處理效果與總糖得率的因素影響順序。
　　研究結果表明,相比單獨的氫氧化鈉預處理方式,在其它條件相同的條件下,氫氧化鈉與AQ、Na2SO3、Na2S和Na2SO3組合,有利于提高后續(xù)的酶解效率及總糖得率。在處理溫度140℃,用堿量為10％(以NaOH計)時,堿性亞硫酸鈉法預處理玉米秸稈可以得到最佳的處理效果,

4、木質素脫除率達到90.2％。預處理后的物料采用纖維素酶和β-葡萄糖苷酶生物酶解處理48小時,聚葡萄糖和聚木糖的酶解得率分別為84.7％和81.1％,總糖(葡萄糖和木糖)得率分別為44.1％,比同樣條件下的氫氧化鈉預處理提高了13.5％。
　　在優(yōu)化的亞硫酸鈉法預處理中發(fā)現,在140℃、10％用堿量(以 NaOH計)的條件下,Na2SO3濃度為0.8％時的糖類轉化效果最佳,總糖(葡萄糖和木糖)得率可達48.1％,相比同樣條件下的氫氧