凍融-酶法相結(jié)合的生物質(zhì)預處理研究.pdf

1、論文題目：陵壓料技大學凍融．酶法相結(jié)合的生物質(zhì)預處理研究學科門類：工學一級學科：化學工程與技術培養(yǎng)單位：生命科學與工程學院碩士生：于猛導 師：王聯(lián)結(jié)教授2 0 13 年5 月凍融一酶法相結(jié)合的生物質(zhì)預處理研究摘要本文遵循凍融膨脹破壞機理，利用水溶液結(jié)冰膨脹作用破壞秸稈內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，提高酶的可及度和秸稈的多孔性。研究中利用室外寒冷氣候資源，為反應過程提供低溫條件，滿足節(jié)約成本和降低能源消耗的需求。從而開創(chuàng)了一條新的低溫凍融預處理發(fā)展途徑，

2、并且在國內(nèi)外還未見關于自然冷凍條件下的室外凍融研究的報道。在室內(nèi)模擬室外凍融處理時，以小麥秸稈為原料，纖維素轉(zhuǎn)化率、吸水膨脹率及持水力為指標，考察的冷凍處理影響因素及最優(yōu)條件是：冷凍溫度一2 0 ℃、冷凍時間4 8 h 、固液比1 ：1 0 ，粉碎粒徑6 0 目、浸泡溫度5 0 ℃和時間為6 h 。解凍處理部分考察的影響因素及最優(yōu)條件為解凍溫度3 5 。C 和解凍時間l h 、凍融循環(huán)3 次、解凍同時加入5 0 m g ／g 纖維素酶。

3、在此凍融條件下，纖維素轉(zhuǎn)化率為3 7 ．7 6 ％：與未處理( 2 6 ．8 4 ％) 相比，轉(zhuǎn)化率提高4 0 ．6 8 ％。以模擬凍融取得的最佳反應條件為基礎，進行室外凍融處理的實地考察。試驗地點是吉林遼源( 冬季．1 0 ℃以下時長大約3 個月，平均氣溫在一2 0℃左右) 。取試驗樣品( 水稻、玉米、小麥) 2 k g ，以1 ：1 0 的比例加入自來水后，在室外進行冷凍處理，時間為l O 天，記錄每天的天氣變化。冷凍處理后的樣品，

4、一部分加入纖維素酶解凍，密封保存樣品在實驗室內(nèi)酶解處理；另一部分樣品殘渣用于測定秸稈的吸水性和持水力的變化。三種樣品在持水力上的變化顯示，較未處理分別提高了1 2 ．1 4 ％、1 9 ．2 7 ％、1 2 ．9 4 ％：在纖維素轉(zhuǎn)化率上分別提高了1 9 ．9 9 ％、2 7 ．1 4 ％、2 9 ．7 9 ％。凍融處理的破壞能力主要與秸稈內(nèi)部的吸水飽和量有關。然而，濕磨處理作用機理是通過一定的機械力，降低顆粒尺寸的同時提高水溶液對秸稈

5、纖維的滲透力，降低秸稈的結(jié)晶度及氫鍵連接。考察的因素及最優(yōu)條件為研磨固液比1 ：1 2 、研磨時間O ．5 h 、粉碎粒徑6 0 目、浸泡3 5 。C 、浸泡時間4 ．6 h ，凍融4 8 h 后，加入5 0 m g 纖維素酶解凍，取得的轉(zhuǎn)化率為4 3 ．9 7 ％，較未處理( 2 6 ．8 4 ％) 和凍融處理( 3 7 ．7 6 ％) 分別提高了6 3 ．8 2 ％和1 6 ．4 9 ％。通過在濕磨過程中加入酶液，可以提高提高作用底