亞硫酸鹽法預處理對麥草糖化的影響.pdf

1、以化石能源為主的不可再生能源對全球經(jīng)濟和社會的發(fā)展起到了巨大的推動作用，隨著化石能源的大量消耗以及其使用過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染，使以化石能源為主導的經(jīng)濟模式正在面臨重大的考驗。利用木質(zhì)纖維素原料等可再生能源替代化石能源迫在眉睫。利用木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)生物乙醇是緩解能源緊和環(huán)境污染的有效途徑之一，其主要生產(chǎn)過程分為預處理、酶水解、發(fā)酵和乙醇分離四個步驟，其中的關(guān)鍵點和難點是預處理。本文以麥草為原料，通過正交實驗設(shè)計考查稀硫酸預處理工藝和亞硫

2、酸鹽預處理工藝的預處理效果。
　　 稀酸法預處理實驗中采用L16(44)正交實驗設(shè)計考查預處理溫度、硫酸用量、保溫時間和固液比對麥草糖化效果的影響。結(jié)果表明影響麥草糖化效果的主要因素是硫酸用量和預處理溫度，保溫時間和固液比次之。確定稀硫酸預處理的優(yōu)化條件:預處理溫度為180℃，硫酸用量為1.5％，固液比為1∶6，保溫時間為10min。經(jīng)重復實驗驗證，得到各個指標的結(jié)果為:酶水解轉(zhuǎn)化率為72.76％，葡萄糖得率61.33％，木素溶

3、出率為14.18％，戊聚糖溶出率為41.22％，戊聚糖保留率為21.20％。
　　 亞硫酸鹽預處理實驗中采用L16(44)正交實驗設(shè)計考查亞硫酸氫鈉用量、預處理溫度、硫酸用量和保溫時間對預處理效果的影響。結(jié)果表明影響糖化效果的主要因素是預處理溫度和亞硫酸氫鈉用量，硫酸用量和保溫時間次之。得到亞硫酸鹽法預處理最優(yōu)條件為（固液比為1∶4）:預處理溫度為180℃、亞硫酸氫鈉用量為3.0％、硫酸用量為1.5％、保溫時間為20min。在此

4、條件下，酶水解轉(zhuǎn)化率為91.00％、葡萄糖得率為72.45％、木素溶出率為24.52％、戊聚糖溶出率為45.53％、戊聚糖保留率為25.02％。亞硫酸鹽預處理的效果要明顯由于稀硫酸預處理工藝。在優(yōu)化條件的基礎(chǔ)上，論文進一步研究了固液比的變化對預處理效果的影響。結(jié)果表明:增加固液比促進了戊聚糖和木質(zhì)素的溶出，提高了酶水解轉(zhuǎn)化率和葡萄糖得率，但對酶水解速率的影響較小。
　　 論文研究了不同pH值對添加4％亞硫酸氫鈉和未添加亞硫酸氫鈉

5、兩種預處理的影響。結(jié)果表明:在所研究的pH值區(qū)間內(nèi)添加亞硫酸氫鈉的預處理優(yōu)于未添加亞硫酸氫鈉的預處理，而且酸性環(huán)境下的預處理優(yōu)于堿性環(huán)境下的預處理，中性環(huán)境中的預處理效果不理想。
　　 在亞硫酸氫鈉用量4％，硫酸用量1.86％，固液比為1∶4，預處理溫度從100℃上升至180℃，保溫時間分別是0min，10min，20min，30min和40min的條件下研究了亞硫酸鹽預處理的反應歷程。結(jié)果顯示:溫度上升的初期只有極少的戊聚糖和