改進(jìn)玉米秸稈化學(xué)預(yù)處理以提高生物酶解糖類轉(zhuǎn)化的研究.pdf

1、經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展增加了全球?qū)τ谀茉吹男枨?加重了能源問題和環(huán)境問題。顯然,從能源的高效利用以及資源的可持續(xù)發(fā)展角度來看,由石油化工中獲取燃料的方式面臨著嚴(yán)峻的困難。近十幾年來,來自于化石能源之外的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用日趨受到重視。從木質(zhì)纖維資源中,通過化學(xué)轉(zhuǎn)化和生物轉(zhuǎn)化的方式,可以獲得重要的生物質(zhì)燃料(例如乙醇、丁醇等)以及有著多種用途的木質(zhì)素產(chǎn)品(例如混凝土減水劑、酚醛樹脂等),這些產(chǎn)品有著廣闊的需求和商業(yè)應(yīng)用。因此,充分利用可再生的而且與環(huán)

2、境兼容的木質(zhì)纖維資源,為開發(fā)生物能源、生物基化學(xué)品以及生物基材料提供了廣闊的發(fā)展前景。
　　在本課題中,采用NaOH、NaOH+AQ、NaOH+Na2SO3、NaOH+Na2S、H2SO4+Na2SO3以及H2SO4等不同化學(xué)藥品分別組合,研究了玉米秸稈的預(yù)處理,并通過改變溫度和藥品用量,考察對預(yù)處理后物料的得率、木質(zhì)素脫除率和碳水化合物保留率的影響,并且進(jìn)一步研究了化學(xué)預(yù)處理對后續(xù)酶解處理的效率及總糖得率的影響。其中,針對亞硫酸

3、鈉法預(yù)處理,在藥品用量上進(jìn)行了優(yōu)化,取得了理想的糖類成分轉(zhuǎn)化效果。討論了亞硫酸鈉法預(yù)處理過程中,溫度、時(shí)間和用堿量三個(gè)因素對預(yù)處理效果與總糖得率的因素影響順序。
　　研究結(jié)果表明,相比單獨(dú)的氫氧化鈉預(yù)處理方式,在其它條件相同的條件下,氫氧化鈉與AQ、Na2SO3、Na2S和Na2SO3組合,有利于提高后續(xù)的酶解效率及總糖得率。在處理溫度140℃,用堿量為10％(以NaOH計(jì))時(shí),堿性亞硫酸鈉法預(yù)處理玉米秸稈可以得到最佳的處理效果,

4、木質(zhì)素脫除率達(dá)到90.2％。預(yù)處理后的物料采用纖維素酶和β-葡萄糖苷酶生物酶解處理48小時(shí),聚葡萄糖和聚木糖的酶解得率分別為84.7％和81.1％,總糖(葡萄糖和木糖)得率分別為44.1％,比同樣條件下的氫氧化鈉預(yù)處理提高了13.5％。
　　在優(yōu)化的亞硫酸鈉法預(yù)處理中發(fā)現(xiàn),在140℃、10％用堿量(以 NaOH計(jì))的條件下,Na2SO3濃度為0.8％時(shí)的糖類轉(zhuǎn)化效果最佳,總糖(葡萄糖和木糖)得率可達(dá)48.1％,相比同樣條件下的氫氧