乙醇原料蘆葦?shù)纳镔|(zhì)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(chǎn)燃料乙醇,對(duì)保障我國(guó)能源和糧食安全以及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。本文以蘆葦作為生產(chǎn)乙醇的原料,對(duì)其乙醇生產(chǎn)的適宜收獲時(shí)期、預(yù)處理、酶糖化進(jìn)行了研究和優(yōu)化,測(cè)定了糖化過程糖化液及殘?jiān)M分,得到結(jié)果如下:
　　 (1)在取樣的時(shí)間范圍內(nèi),蘆葦全稈干重等指標(biāo)呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。7月-9月,蘆葦生長(zhǎng)較快,隨著全稈干重重量的增加,蘆葦?shù)睦w維產(chǎn)量也隨之遞增,在9月中下旬平均單株纖維素產(chǎn)量可達(dá)90.33

2、g,單株半纖維素產(chǎn)量也達(dá)到了84.98 g；木質(zhì)素含量在采收的時(shí)間范圍內(nèi)變化不大,20％-25％左右變動(dòng)。綜合考慮蘆葦?shù)母芍刂笜?biāo)與半纖維素、纖維素產(chǎn)量的相關(guān)影響,確定9月中旬前后為乙醇生產(chǎn)的適宜收獲時(shí)期。
　　 (2)稀硫酸-蒸汽爆破聯(lián)合預(yù)處理方法效果較好,原料水解率可達(dá)到35.3％,酶解糖化液中總糖含量可達(dá)41.37 mg／mL,比單一因素稀硫酸預(yù)處理和蒸汽爆破預(yù)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(yù)

3、處理方法可將稀酸預(yù)處理和蒸汽爆破預(yù)處理的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)的結(jié)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(zhì)素結(jié)構(gòu),增強(qiáng)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(yīng)的進(jìn)行。
　　 (3)預(yù)處理硫酸濃度(A)、Tween-80(B)和MnSO4(C)對(duì)總糖濃度影響的二次多項(xiàng)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(yīng)面法優(yōu)化的最佳反應(yīng)條件得到總糖濃度的預(yù)測(cè)值為46.31 g／l,與實(shí)際值相比相對(duì)誤差為0.63％,模型擬合較好,說明此方法實(shí)用可行。
　　 (4)確定蘆葦原料預(yù)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(shí)添加0.6 mL Tween-80,0.2 g MnSO4,纖維素酶1 mL,木聚糖酶0.