利用棕櫚殘?jiān)苽淅w維乙醇的研究.pdf

1、當(dāng)前，開發(fā)利用可再生能源已成為世界各國(guó)保障能源安全、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)、應(yīng)對(duì)氣候變化的重要措施。近年來，越來越多的國(guó)家將發(fā)展生物質(zhì)能作為替代化石能源的重要戰(zhàn)略措施，利用木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)燃料乙醇就是其中最重要的一種。木質(zhì)纖維素制備燃料乙醇主要包括原料的預(yù)處理、纖維素的水解和乙醇發(fā)酵三個(gè)步驟。本文以棕櫚殘?jiān)鼮樵?，通過對(duì)稀堿預(yù)處理、酶解、發(fā)酵等過程進(jìn)行研究和分析，確定了以棕櫚殘?jiān)鼮樵现苽淅w維乙醇的最佳工藝條件。
　　 考察了堿、堿/H

2、2O2等預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)棕櫚殘?jiān)M分及棕櫚纖維酶解的影響，通過對(duì)預(yù)處理時(shí)間、溫度、NaOH濃度及固液比等因素進(jìn)行比較，確定了最適宜的預(yù)處理?xiàng)l件為:NaOH濃度為1％，固液比為1∶10，在40℃浸泡24 h后于121℃下保溫30 min。對(duì)該預(yù)處理?xiàng)l件下的固體樣品以5％底物濃度進(jìn)行酶解，纖維素酶解率和半纖維素酶解率分別達(dá)到84.44％和89.28％，而未處理的棕櫚殘?jiān)系睦w維素和半纖維素酶解率分別只有22.07％和18.39％。對(duì)預(yù)處理前后

3、的固體樣品進(jìn)行掃描電鏡分析，考察預(yù)處理樣品的形貌結(jié)構(gòu)變化。掃描電鏡觀察顯示，未處理的棕櫚纖維表面結(jié)構(gòu)比較緊密、有序、質(zhì)地堅(jiān)硬，而用NaOH預(yù)處理后的棕櫚纖維表面疏松、柔軟，粗糙而多孔，比表面積增大，增加了纖維素酶的有效吸附位點(diǎn)，這也解釋了堿處理后酶解效果較好的原因。
　　 考察了酶用量、溫度、底物濃度等因素對(duì)預(yù)處理固體樣品酶解的影響，結(jié)果表明，在45℃、酶用量為30 FPU/g（底物），底物濃度為5％時(shí)棕櫚殘?jiān)睦w維素酶解率和半

4、纖維素酶解率最大，分別可以達(dá)到84.44％和89.28％;在45℃、酶用量30 FPU/g（底物），底物濃度為25％時(shí)水解液中葡萄糖和木糖濃度最大，分別可以達(dá)到47.44 g/L和31.43 g/L。添加混合酶進(jìn)行酶解可以有效提高酶解液中還原糖的濃度，葡萄糖濃度最大可以提高23.03％，木糖濃度最大可以提高16.86％。
　　 考察了酶用量、溫度、接種量、底物濃度等因素對(duì)預(yù)處理固體樣品同步糖化發(fā)酵的影響，結(jié)果表明，在酶用量為30

5、 FPU/g（底物）、溫度為35℃、接種量為5％（V/V)，底物濃度為5％時(shí)發(fā)酵所得的乙醇得率最大，可以達(dá)到理論得率的79.07％;在酶用量為30 FPU/g（底物）、溫度為35℃、接種量為5％(V/V)，底物濃度為25％時(shí)發(fā)酵液中乙醇的濃度最大，可以達(dá)到35.25 g/L。將分步糖化發(fā)酵與同步糖化發(fā)酵進(jìn)行了比較，發(fā)酵結(jié)束時(shí)的乙醇濃度基本相同，同步糖化發(fā)酵工藝較為簡(jiǎn)單實(shí)用，適于推廣。
　　 對(duì)預(yù)處理液的成分進(jìn)行了測(cè)定分析，將其作