黃姜皂素生產(chǎn)廢渣的綜合利用研究.pdf

1、黃姜皂素生產(chǎn)廢渣是黃姜提取皂素后的固體廢物，這些未經(jīng)處理的廢渣不僅占用了大量土地，渣中有機和無機物質(zhì)最終可能進入土壤，破壞土壤的生態(tài)平衡，隨著水體徑流進入水體，給周圍水體帶來了嚴重的污染；而且由于廢渣的顆粒小、體積疏松、能量密度低等也給大氣帶來了粉塵污染。因此，研究對其進行綜合利用具有重要意義。 本文根據(jù)廢渣中含有大量纖維素的特點，利用其進行纖維素酶的固態(tài)發(fā)酵，同時對其進行預(yù)處理轉(zhuǎn)化糖的研究，探討其轉(zhuǎn)化燃料乙醇和發(fā)酵蛋白飼料的

2、可能性。研究結(jié)果如下： 1.對傳統(tǒng)工藝皂素生產(chǎn)廢渣、新工藝皂素生產(chǎn)廢渣、未提取的黃姜原料三種物質(zhì)進行組分測定分析，其中傳統(tǒng)工藝皂素生產(chǎn)廢渣的組分為：纖維素53.7％、木質(zhì)素46.2％。新工藝皂素生產(chǎn)廢渣組分為：纖維素24.59％、木質(zhì)素18.72％、半纖維素18.55％、淀粉36.60％。黃姜原料的組分為：纖維素15.75％、木質(zhì)素14.39％、半纖維素18.50％、淀粉41.89％。 2.對傳統(tǒng)工藝皂素生產(chǎn)廢渣進行

3、預(yù)處理研究，分別進行酸處理、堿處理、以及H2O2的氧化處理，然后進行纖維素酶的糖化研究，其中當(dāng)硫酸濃度為3％時處理材料纖維素轉(zhuǎn)化率可達到16.9％；NaOH濃度為2％處理材料纖維素轉(zhuǎn)化率可達18.1％；乙酸和雙氧水作為皂素生產(chǎn)廢渣的預(yù)處理試劑效果明顯優(yōu)于其它試劑，其中在120℃下處理0.5h，乙酸的最佳處理濃度為20％，酶解還原糖得率可達28.4％。雙氧水的最佳處理濃度為8％，酶解還原糖得率可達25.2％。 3.利用木霉對皂素

4、生產(chǎn)廢渣進行纖維素酶的固態(tài)發(fā)酵，通過對培養(yǎng)基的優(yōu)化試驗，得出了最佳的培養(yǎng)基優(yōu)化配方：CMC酶活的最佳配方為：CMC為0.5％；KN03為0.4％；CaCO3為0.4％；KH2PO4為0.2％；MgSO4為0.04％。濾紙酶活的最佳配方為：CMC為0.5％，KNO3為0.4％；CaCO3為0.3％；KH2PO4為0.2％；MgSO4為0.04％。對時間、溫度、pH等試驗條件進行三因素四水平正交實驗結(jié)果表明，最佳培養(yǎng)條件為，CMC酶活：培養(yǎng)

5、溫度28℃；培養(yǎng)4天；起始pH 5.0。濾紙(FPA)酶活：培養(yǎng)溫度28℃；培養(yǎng)5天；起始pH5.0。對木霉發(fā)酵黃姜皂素生產(chǎn)廢渣產(chǎn)纖維素酶酶學(xué)性質(zhì)的初步研究表明：在溫度60℃、pH 4.5時纖維素酶活力達到最高，可作為糖化皂素生產(chǎn)廢渣進而發(fā)酵生產(chǎn)酒精的反應(yīng)條件。 4.將雙氧水及乙酸的預(yù)處理過的傳統(tǒng)工藝皂素廢渣作為培養(yǎng)基的碳源進行纖維素酶的固態(tài)發(fā)酵，再將固態(tài)發(fā)酵物在一定條件下進行糖化，結(jié)果表明6％的雙氧水及209/0乙酸處理樣的

6、糖化率分別達到了23.4％和22.3％，與未處理樣相比分別提高了8.4％和7.3％。通過正交試驗找出了糖化的最佳條件為：溫度30℃、時間24h、pH5。此時的還原糖得率達到了28.1％。經(jīng)20％的乙酸和6％的雙氧水處理的材料在此條件下進行糖化，糖化率分別達到了33.9％和34.7％。 5.通過對發(fā)酵物的粗蛋白含量進行測定，未經(jīng)預(yù)處理的傳統(tǒng)工藝皂素生產(chǎn)廢渣固態(tài)發(fā)酵4天后達到了13.4％，與發(fā)酵前相比提高了8.6％。在相同的培養(yǎng)條