超聲波技術(shù)應(yīng)用于植物木質(zhì)纖維素預(yù)處理及酶水解的研究.pdf

1、面對日益嚴(yán)重的能源危機以及環(huán)境問題，以植物木質(zhì)纖維素為原料生產(chǎn)燃料酒精成了解決這些問題并保持社會可持續(xù)發(fā)展的一條重要途徑。目前，雖然關(guān)于植物木質(zhì)纖維素原料的預(yù)處理和酶水解過程已經(jīng)有了很多研究，但這些研究大多采用常規(guī)預(yù)處理以及酶水解方法，而以稻草作為植物木質(zhì)纖維素原料，將超聲波技術(shù)用于植物木質(zhì)纖維素的預(yù)處理以及酶水解過程卻未見報道。 本文首先優(yōu)化選擇了酸(H2SO4)預(yù)處理法、堿(NaOH)預(yù)處理法、酸—超聲波聯(lián)合預(yù)處理法、堿—超

2、聲波聯(lián)合預(yù)處理法四種預(yù)處理方法的最佳條件，發(fā)現(xiàn)酸堿處理濃度均為2.0％，時間均為60min，而應(yīng)用超聲波采取的功率均為120W，時間均為30min。 然后分別對這四種預(yù)處理方法處理后的稻草的主要化學(xué)組分進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過超聲波預(yù)處理的稻草其處理后的化學(xué)組分與單純酸堿預(yù)處理的稻草處理后的化學(xué)組分相比，均能有更多纖維素含量以及更少的半纖維素及木質(zhì)素含量。 接下來對經(jīng)過四種方法預(yù)處理以后的稻草進(jìn)行了糖化水解的條件正交優(yōu)化，得

3、出了四種方法最終的最佳工藝條件均為：pH值4.8，溫度45℃，酶濃度20mg·g—1。然后對最佳工藝條件下的糖化水解過程進(jìn)行了觀察并分析，發(fā)現(xiàn)酸—超聲波預(yù)處理以及堿—超聲波預(yù)處理后的稻草均能在最佳工藝條件下經(jīng)過108h以后達(dá)到穩(wěn)定的還原糖濃度，并達(dá)到最大值，分別為26.4g·L-1及33.0g·L-1，而單純酸預(yù)處理以及堿預(yù)處理后的稻草要經(jīng)過120h才能使還原糖濃度穩(wěn)定并達(dá)最大值，分別為26.2g·L-1及32.7g·L-1。