SPORL法預(yù)處理提高玉米秸稈糖化效率的研究.pdf

1、分類號(hào)：TQ353密級(jí)：(秘密、機(jī)密、絕密)學(xué)校代碼：10057研究生學(xué)號(hào)：10801014SPORL法預(yù)處理提高玉米秸稈糖化效率的研究SPORLPretreatmentforRobustEnzymaticHydrolysisofCornStover專業(yè)名稱：制漿造紙工程指導(dǎo)教師姓名：王高升教授研究生姓名：阿茹罕申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士論文提交日期：2013年3月論文課題來(lái)源：自選題目學(xué)位授予單位：天津科技大學(xué)摘要木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇是

2、當(dāng)前生物質(zhì)能源的重點(diǎn)研究方向，預(yù)處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維原料轉(zhuǎn)化為燃料乙醇的關(guān)鍵，影響著酶水解效率和生產(chǎn)成本。目前許多預(yù)處理方法被研究開(kāi)發(fā)，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在效率低、成本和能耗高等問(wèn)題。因此，研發(fā)高效、低成本的木質(zhì)纖維素預(yù)處理方法對(duì)燃料乙醇實(shí)現(xiàn)工業(yè)化具有重大意義。本論文以玉米秸稈為原料，通過(guò)對(duì)葡萄糖得率、酶水解轉(zhuǎn)化率、戊聚糖溶出率、戊聚糖保留率和木素溶出率的分析，考察了SPORL法預(yù)處理的影響因素、不同保溫溫度下的SPORL預(yù)處理反應(yīng)歷

3、程、蒸汽爆破聯(lián)合SPORL法預(yù)處理效果以及表面活性劑對(duì)酶水解的影響。首先，進(jìn)行了SPORL法預(yù)處理的影響因素的研究。在所考察的范圍內(nèi)，亞硫酸氫鈉用量為45％、硫酸用量184％、溫度165℃和保溫時(shí)間lh時(shí)，預(yù)處理效果較好。不同的預(yù)處理設(shè)備對(duì)預(yù)處理效果也有一定影響，45％NaHS03184％H2S04預(yù)浸漬后進(jìn)行蒸汽爆破處理，酶水解轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到9414％。磨漿與疏解處理后的酶水解轉(zhuǎn)化率比未機(jī)械處理的高近20％。其次，研究了最高溫度分別為

4、180℃時(shí)和165℃時(shí)的SPORL法預(yù)處理的反應(yīng)歷程。在最高溫度為180℃時(shí)，隨著溫度的升高，木素溶出率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，到180℃后繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間變化趨于平緩：戊聚糖保留率一直呈下降趨勢(shì)；戊聚糖溶出率開(kāi)始隨著溫度的升高而升高，但超過(guò)160。C后，隨著溫度的繼續(xù)升高和時(shí)間的延K，開(kāi)始下降；酶解轉(zhuǎn)化率和葡萄糖得率都是隨著溫度的升高而升高，到180。C后繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)問(wèn)變化不大。在最高溫度為165℃時(shí)，隨著溫度的升高和時(shí)問(wèn)的延長(zhǎng)，木素溶出率呈現(xiàn)上升趨

5、勢(shì)，戊聚糖保留率呈下降趨勢(shì)；在165。C下保溫30rain時(shí)戊聚糖溶出率最高，酶解轉(zhuǎn)化率達(dá)到9368％。再次，研究了蒸汽爆破聯(lián)合SPORL法預(yù)處理效果，重點(diǎn)討論了飽和蒸汽壓力、維壓時(shí)間和預(yù)浸漬條件對(duì)預(yù)處理效果的影響；并得到最佳亞硫酸鹽蒸汽爆破工藝條件是：預(yù)浸漬化學(xué)品組成45％NaHS03184％H2S04，爆破時(shí)的飽和蒸汽壓力為192MPa、時(shí)間為5min，預(yù)處理效果最好。此條件下預(yù)處理后底物酶解轉(zhuǎn)化率高達(dá)9581％。最后，研究了不同H