乙醇原料蘆葦?shù)纳镔|酶解糖化研究.pdf

1、以來源廣泛的纖維素原料代替糧食生產燃料乙醇,對保障我國能源和糧食安全以及經濟的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。本文以蘆葦作為生產乙醇的原料,對其乙醇生產的適宜收獲時期、預處理、酶糖化進行了研究和優(yōu)化,測定了糖化過程糖化液及殘渣組分,得到結果如下:
　　 (1)在取樣的時間范圍內,蘆葦全稈干重等指標呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。7月-9月,蘆葦生長較快,隨著全稈干重重量的增加,蘆葦?shù)睦w維產量也隨之遞增,在9月中下旬平均單株纖維素產量可達90.33

2、g,單株半纖維素產量也達到了84.98 g；木質素含量在采收的時間范圍內變化不大,20％-25％左右變動。綜合考慮蘆葦?shù)母芍刂笜伺c半纖維素、纖維素產量的相關影響,確定9月中旬前后為乙醇生產的適宜收獲時期。
　　 (2)稀硫酸-蒸汽爆破聯(lián)合預處理方法效果較好,原料水解率可達到35.3％,酶解糖化液中總糖含量可達41.37 mg／mL,比單一因素稀硫酸預處理和蒸汽爆破預處理后的酶解液中的糖含量分別提高了39.2％和33.8％。聯(lián)合預

3、處理方法可將稀酸預處理和蒸汽爆破預處理的優(yōu)點有機的結合,即可有效水解半纖維素,又能借助高溫高壓作用破壞木質素結構,增強纖維素可降解性,增加酶制劑與纖維素的接觸面積,有利于酶解糖化反應的進行。
　　 (3)預處理硫酸濃度(A)、Tween-80(B)和MnSO4(C)對總糖濃度影響的二次多項式回歸方程:Sqrt(R1)=44.25—4.76×A—0.15×B+1.96×C+0.6×A×B+0.18×A×C—0.44×BXC-7.5

4、×A2—0.62×B2-0.85×C2,通過響應面法優(yōu)化的最佳反應條件得到總糖濃度的預測值為46.31 g／l,與實際值相比相對誤差為0.63％,模型擬合較好,說明此方法實用可行。
　　 (4)確定蘆葦原料預處理和酶解糖化的條件為:1.0％H2SO4浸泡剪碎蘆葦,然后濾去浸泡硫酸,蘆葦原料在壓力2.0 MPa,蒸汽爆破120 s;酶解糖化時添加0.6 mL Tween-80,0.2 g MnSO4,纖維素酶1 mL,木聚糖酶0.