農(nóng)作物秸稈木質(zhì)纖維素組分分離及高效糖化工藝研究.pdf

1、針對二十一世紀(jì)所面臨的能源短缺危機，人們正在努力尋找替代化石燃料的新能源，以降低對不可再生能源的依賴。包括林木、農(nóng)作物秸稈及農(nóng)副產(chǎn)品下腳料等在內(nèi)的纖維素原料是地球上產(chǎn)量最大的可再生資源，在自然生態(tài)系統(tǒng)的能量流與物質(zhì)循環(huán)中有重要地位，以木質(zhì)纖維素為原料制備乙醇是未來乙醇生產(chǎn)的發(fā)展方向。本文以玉米芯及四種農(nóng)作物秸稈為研究對象進(jìn)行木質(zhì)纖維素組分的分離，通過對纖維素高效糖化工藝的初步探索，獲得纖維素水解糖制備的最適條件，為可再生資源的利用提供參

2、考依據(jù)。主要結(jié)論如下：
　　 1通過比較次氯酸鈉法、乙醇法、堿性雙氧水法和氨水法預(yù)處理對木質(zhì)素脫除的效果可知，堿性雙氧水對玉米芯中木質(zhì)素的脫除效率最高；正交試驗獲得堿性雙氧水脫除玉米芯木質(zhì)素的工藝條件，處理時間對玉米芯木質(zhì)素脫除率影響顯著，其主次關(guān)系為：時間＞雙氧水濃度＞堿濃度；最佳工藝條件為雙氧水濃度1.5％，堿濃度0.12 mol.L-1，處理時間6 h，木質(zhì)素脫除率達(dá)78.08％。
　　 2以玉米秸稈、油菜秸稈、棉

3、花秸稈和小麥秸稈為原料進(jìn)行脫木質(zhì)素的試驗，結(jié)果表明，堿濃度0.12 mol.L-1，處理時間6 h時，玉米秸稈在2％雙氧水浸泡后，木質(zhì)素脫除率達(dá)到最高76.18％；油菜秸稈在1％雙氧水浸泡后，木質(zhì)素脫除率達(dá)到最高68.46％；棉花秸稈在1％雙氧水浸泡后，木質(zhì)素脫除率達(dá)到最高70.09％；小麥秸稈在1.5％雙氧水浸泡后，木質(zhì)素脫除率達(dá)到最高72.25％。采用掃描電鏡觀察堿性雙氧水處理玉米芯和四種秸稈前后的細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)顯示堿性雙氧水對秸稈木

4、質(zhì)纖維素的結(jié)構(gòu)具有疏松作用。
　　 3對不同原料的綜纖維素組分中的纖維素、半纖維素進(jìn)行分離，通過正交試驗結(jié)果表明：影響纖維素含量的主次因素依次為：溫度＞堿濃度＞時間＞固液比。在溫度121℃，堿濃度2.5 mol·L-1，固液比1∶90條件下，對玉米芯、玉米秸稈、油菜秸稈、棉花秸稈和小麥秸稈的綜纖維素分別處理30 min、20 min、20 min、40 min和30 min后，纖維素含量均可達(dá)到90％以上。
　　 4分別

5、以玉米芯、玉米秸稈綜纖維素，油菜秸稈纖維素及其綜纖維素，棉花秸稈纖維素，小麥秸稈綜纖維素為底物，進(jìn)行綠色木霉固態(tài)發(fā)酵試驗，發(fā)酵后濾紙酶活均高于20 FPU·mL-1，是其相應(yīng)原料固態(tài)發(fā)酵后濾紙酶活的1.5至2倍。因此，以上六種物料可以作為生產(chǎn)纖維素酶的原料。
　　 5對玉米芯低酸糖化的正交試驗結(jié)果顯示，溫度、時間、溫度和時間交互作用對糖化率影響高度顯著，其主次關(guān)系為溫度＞時間＞溫度與時間交互作用＞酸濃度；在酸濃度22％，溫度12