有機溶劑預(yù)處理農(nóng)業(yè)廢棄物制取燃料乙醇研究.pdf

1、木質(zhì)纖維素是自然界中存在的極為廣泛的可再生資源，其中有大量的農(nóng)業(yè)廢棄物如秸稈、玉米芯等產(chǎn)生，因此農(nóng)業(yè)廢棄物的可再生利用意義巨大。玉米芯作為一種典型的農(nóng)業(yè)廢棄物，量大且價格低廉，是生產(chǎn)燃料乙醇的理想原料。本文通過對木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的整個工藝過程進行優(yōu)化，包括預(yù)處理、酶解糖化、同步糖化發(fā)酵(SSF)以及纖維素酶的固定化進行研究，來提高乙醇濃度和降低生產(chǎn)成本。預(yù)處理的實驗結(jié)果表明:硫酸-乙醇的最佳預(yù)處理條件為硫酸質(zhì)量分數(shù)2％、乙醇體積分

2、數(shù)50％、預(yù)處理溫度120℃、預(yù)處理時間60min、固液比1∶10，在此條件下預(yù)處理后的玉米芯酶解得率為68.48％。氫氧化鈉耦合乙醇預(yù)處理的最佳條件為:氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)2％、乙醇體積分數(shù)50％、預(yù)處理溫度60℃、預(yù)處理時間60min、固液比1∶10，預(yù)處理后的玉米芯中纖維素含量為73.11％，木質(zhì)素含量明顯降低，木質(zhì)素的脫除率達到74.48％，玉米芯的酶解得率為77.29％，并且實驗條件較硫酸-乙醇預(yù)處理條件溫和。
　　本文采用

3、海藻酸鈉為載體、戊二醛為交聯(lián)劑制備固定化纖維素酶，探討戊二醛濃度、纖維素酶添加量、交聯(lián)時間和交聯(lián)溫度對固定化纖維素酶酶活力影響。通過對固定化纖維素酶和游離纖維素酶的性質(zhì)比較，包括最適溫度、最適pH、熱穩(wěn)定性、儲存穩(wěn)定性和重復(fù)使用穩(wěn)定性等方面，結(jié)果表明:固定化纖維素酶的最適溫度為60℃，最適pH為5.8，熱穩(wěn)定性、重復(fù)使用穩(wěn)定性和儲存穩(wěn)定性都明顯提高。利用氫氧化鈉耦合乙醇預(yù)處理后的玉米芯進行SSF實驗，結(jié)果表明:SSF工藝的最佳條件為:底

4、物濃度5％、纖維素酶添加量20FPU/（g玉米芯）、酵母菌接種量5％、發(fā)酵溫度38℃、發(fā)酵時間72h，在此條件下，乙醇的濃度可以達到12.93g/L，轉(zhuǎn)化率達到62.28％; SSF實驗前對原料進行預(yù)糖化可提高乙醇的生產(chǎn)能力，并且能夠明顯縮短發(fā)酵周期，預(yù)糖化12h最佳，在同步糖化發(fā)酵36h即可以達到終點，乙醇濃度達到12.97g/L;采用分批補料工藝進行高底物濃度同步糖化發(fā)酵，使得乙醇濃度能夠達到19.13g/L。在前人研究成果的基礎(chǔ)上