物理預(yù)處理秸稈菌群發(fā)酵工藝研究.pdf_第1頁(yè)
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1、本試驗(yàn)主要研究秸稈的不同物理預(yù)處理方法,經(jīng)預(yù)處理后的秸稈結(jié)合已篩選出的2個(gè)對(duì)纖維素分解能力強(qiáng)且穩(wěn)定的混合菌群5號(hào)和6號(hào)菌群,進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)糖試驗(yàn)條件研究。最后利用電鏡掃描對(duì)物理法和物理生物聯(lián)合法處理后的秸稈結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。
   本試驗(yàn)對(duì)秸稈的預(yù)處理方法有四種:超聲波法、冷凍法、恒溫加熱法、高溫高壓法。每種方法設(shè)計(jì)不同的因素及條件,以纖維素、半纖維素及木質(zhì)素為響應(yīng)變量,以及結(jié)合SEM電鏡對(duì)秸稈結(jié)構(gòu)的觀察,得出:四種方法對(duì)纖維素含量的提

2、升和降低木質(zhì)素含量有一定作用。秸稈用超聲波法預(yù)處理,最佳條件為功率為420W,作用30min的纖維素含量達(dá)到38.53%;冷凍法4℃,作用120h為最佳條件,纖維素含量達(dá)到38.46%,同時(shí)木質(zhì)素降低到12.09%;利用高溫高壓法0.15MPa,127℃作用2h,纖維素達(dá)到38.82%;恒溫加熱法,80℃作用2h能夠使纖維素含量升高到40.68%,而木質(zhì)素能降低到11.6%,是四種方法中纖維素量提升到最高,木質(zhì)素降低到最低的最優(yōu)物理預(yù)處

3、理方法。
   在秸稈菌群發(fā)酵實(shí)驗(yàn)研究中,首先對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)碳氮比、氮源、磷酸氫二鉀與硫酸鎂的比例,鈣及微量元素作為單因子研究,將最優(yōu)的單因子組成新的培養(yǎng)基,與原培養(yǎng)基對(duì)比,連續(xù)7天測(cè)定糖量,發(fā)現(xiàn)新培養(yǎng)基作用下,5號(hào)菌群第6天產(chǎn)糖量達(dá)到7.83%,比原培養(yǎng)基產(chǎn)糖量提高了7.1%。6號(hào)菌群在新培養(yǎng)基條件下第五天產(chǎn)糖量達(dá)到7.9%,比原培養(yǎng)基下的產(chǎn)糖量提高了28%。確定還原糖量測(cè)定方法及其條件,并且優(yōu)化培養(yǎng)基后,選定溫度、pH

4、、轉(zhuǎn)速、裝液量、秸稈粒徑為影響因子,還原糖量為響應(yīng)值,進(jìn)行Plackett-Burman多因子試驗(yàn)篩選重要因子.對(duì)5、6號(hào)菌群來(lái)說(shuō),主要因子為溫度和pH。選用三種較好的物理預(yù)處理方法制備成三種不同的秸稈材料,改變溫度和pH水平對(duì)秸稈菌群發(fā)酵產(chǎn)糖進(jìn)行33析因試驗(yàn),以菌群產(chǎn)糖作為指標(biāo)確定最佳產(chǎn)糖條件。研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于兩種菌群,影響因子影響大小為溫度>pH>材料。5號(hào)菌群最優(yōu)發(fā)酵產(chǎn)糖條件為37℃,pH=7.5,平均產(chǎn)糖量在8.43%,對(duì)于6號(hào)菌

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