不同預(yù)處理工藝對竹子制備纖維素乙醇酶解效果的影響.pdf

1、隨著全球石化資源的日益枯竭和碳減排壓力，生物質(zhì)能源作為一種清潔可再生的新能源，其研究開發(fā)受到社會各界的廣泛關(guān)注。纖維素乙醇是新型的液體代用燃料，預(yù)處理和酶解是其關(guān)鍵技術(shù)。
　　 論文主要以竹子為原材料，采用氨纖維爆破(氨爆，AFEX)、蒸汽爆破（汽爆）、高溫?zé)崴任锢砘瘜W(xué)預(yù)處理方法，以及H2O2處理后氨爆、稀酸處理后汽爆等多因子聯(lián)合預(yù)處理方法，并通過酶解實驗后的聚糖轉(zhuǎn)化率和單糖總糖產(chǎn)量來確定預(yù)處理方法的效果。研究過程中還選取不同

2、種類、不同竹齡的竹子，并與玉米秸稈、楊木等木質(zhì)纖維素原料作了實驗對比分析。原料成分、酶解工藝、單糖測定等實驗方法主要采用美國國家可再生能源實驗室(NREL)制定的實驗分析規(guī)程。本文對預(yù)處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化，主要涉及原料種類、含水率、預(yù)處理強度（溫度、壓力）、保留時間、原料裝載比等參數(shù)。
　　 論文主要有以下結(jié)論:
　　 (1)預(yù)處理工藝對生物質(zhì)原料具有顯著的選擇性，同一工藝對不同原料的處理效果存在顯著差異。這可能與原料的化

3、學(xué)組成、表面致密性和木質(zhì)化程度有關(guān)，篩選聚糖含量高且木質(zhì)化程度較低的原材料尤其重要。竹子的聚糖含量高，處理難度低于木材，高于農(nóng)作物秸稈，竹齡對酶解率有重要影響。
　　 (2)多因子的聯(lián)合處理效果顯著好于單因子處理，聯(lián)合預(yù)處理方法是提升難處理原料酶解效果的重要途徑。
　　 (3)較高強度的預(yù)處理過程，導(dǎo)致聚糖或單糖分解，必須通過質(zhì)量平衡來分析從原料獲得單糖的準(zhǔn)確得率。
　　 (4)部分預(yù)處理優(yōu)化工藝與酶解得率:1)

4、一年生毛竹AFEX預(yù)處理優(yōu)化工藝:原材料的相對濕度60％，原料裝載比2∶1，處理溫度150℃，保留時間10分鐘。葡聚糖和木聚糖酶解72小時轉(zhuǎn)化率分別為52.35％和91.66％，100g干基單糖總產(chǎn)量42.6g，是未處理材料(UT)的6.1倍;相近條件下，3年生綠竹的單糖得率是UT組的1.8倍。2）聯(lián)合AFEX預(yù)處理（添加H2O2）優(yōu)化后最佳參數(shù)為:H2O2添加量為80％，裝載比2∶1，處理溫度150℃，保留時間10分鐘。葡聚糖和木聚糖

5、轉(zhuǎn)化率為69.92％和94.23％，100g干基單糖總產(chǎn)量49.1g，是UT組的7.1倍，總糖轉(zhuǎn)化率達(dá)理論值的76％。3）AFEX預(yù)處理玉米秸稈最優(yōu)參數(shù)是處理溫度90℃，裝載量比1∶1，反應(yīng)時間5分鐘，含水率60％，葡聚糖和木聚糖轉(zhuǎn)化率為87.43％和96.53％，100g干基總單糖得61.9g。4）聯(lián)合AFEX預(yù)處理楊木最優(yōu)參數(shù):溫度為90℃，H2O2添加量為60％，保留時間10分鐘，氨裝載比2∶1，葡聚糖和木聚糖轉(zhuǎn)化率為43.24％