黃姜皂素生產(chǎn)廢渣的綜合利用研究.pdf

1、黃姜皂素生產(chǎn)廢渣是黃姜提取皂素后的固體廢物，這些未經(jīng)處理的廢渣不僅占用了大量土地，渣中有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)最終可能進(jìn)入土壤，破壞土壤的生態(tài)平衡，隨著水體徑流進(jìn)入水體，給周圍水體帶來了嚴(yán)重的污染；而且由于廢渣的顆粒小、體積疏松、能量密度低等也給大氣帶來了粉塵污染。因此，研究對(duì)其進(jìn)行綜合利用具有重要意義。 本文根據(jù)廢渣中含有大量纖維素的特點(diǎn)，利用其進(jìn)行纖維素酶的固態(tài)發(fā)酵，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理轉(zhuǎn)化糖的研究，探討其轉(zhuǎn)化燃料乙醇和發(fā)酵蛋白飼料的

2、可能性。研究結(jié)果如下： 1.對(duì)傳統(tǒng)工藝皂素生產(chǎn)廢渣、新工藝皂素生產(chǎn)廢渣、未提取的黃姜原料三種物質(zhì)進(jìn)行組分測(cè)定分析，其中傳統(tǒng)工藝皂素生產(chǎn)廢渣的組分為：纖維素53.7％、木質(zhì)素46.2％。新工藝皂素生產(chǎn)廢渣組分為：纖維素24.59％、木質(zhì)素18.72％、半纖維素18.55％、淀粉36.60％。黃姜原料的組分為：纖維素15.75％、木質(zhì)素14.39％、半纖維素18.50％、淀粉41.89％。 2.對(duì)傳統(tǒng)工藝皂素生產(chǎn)廢渣進(jìn)行

3、預(yù)處理研究，分別進(jìn)行酸處理、堿處理、以及H2O2的氧化處理，然后進(jìn)行纖維素酶的糖化研究，其中當(dāng)硫酸濃度為3％時(shí)處理材料纖維素轉(zhuǎn)化率可達(dá)到16.9％；NaOH濃度為2％處理材料纖維素轉(zhuǎn)化率可達(dá)18.1％；乙酸和雙氧水作為皂素生產(chǎn)廢渣的預(yù)處理試劑效果明顯優(yōu)于其它試劑，其中在120℃下處理0.5h，乙酸的最佳處理濃度為20％，酶解還原糖得率可達(dá)28.4％。雙氧水的最佳處理濃度為8％，酶解還原糖得率可達(dá)25.2％。 3.利用木霉對(duì)皂素

4、生產(chǎn)廢渣進(jìn)行纖維素酶的固態(tài)發(fā)酵，通過對(duì)培養(yǎng)基的優(yōu)化試驗(yàn)，得出了最佳的培養(yǎng)基優(yōu)化配方：CMC酶活的最佳配方為：CMC為0.5％；KN03為0.4％；CaCO3為0.4％；KH2PO4為0.2％；MgSO4為0.04％。濾紙酶活的最佳配方為：CMC為0.5％，KNO3為0.4％；CaCO3為0.3％；KH2PO4為0.2％；MgSO4為0.04％。對(duì)時(shí)間、溫度、pH等試驗(yàn)條件進(jìn)行三因素四水平正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最佳培養(yǎng)條件為，CMC酶活：培養(yǎng)

5、溫度28℃；培養(yǎng)4天；起始pH 5.0。濾紙(FPA)酶活：培養(yǎng)溫度28℃；培養(yǎng)5天；起始pH5.0。對(duì)木霉發(fā)酵黃姜皂素生產(chǎn)廢渣產(chǎn)纖維素酶酶學(xué)性質(zhì)的初步研究表明：在溫度60℃、pH 4.5時(shí)纖維素酶活力達(dá)到最高，可作為糖化皂素生產(chǎn)廢渣進(jìn)而發(fā)酵生產(chǎn)酒精的反應(yīng)條件。 4.將雙氧水及乙酸的預(yù)處理過的傳統(tǒng)工藝皂素廢渣作為培養(yǎng)基的碳源進(jìn)行纖維素酶的固態(tài)發(fā)酵，再將固態(tài)發(fā)酵物在一定條件下進(jìn)行糖化，結(jié)果表明6％的雙氧水及209/0乙酸處理樣的

6、糖化率分別達(dá)到了23.4％和22.3％，與未處理樣相比分別提高了8.4％和7.3％。通過正交試驗(yàn)找出了糖化的最佳條件為：溫度30℃、時(shí)間24h、pH5。此時(shí)的還原糖得率達(dá)到了28.1％。經(jīng)20％的乙酸和6％的雙氧水處理的材料在此條件下進(jìn)行糖化，糖化率分別達(dá)到了33.9％和34.7％。 5.通過對(duì)發(fā)酵物的粗蛋白含量進(jìn)行測(cè)定，未經(jīng)預(yù)處理的傳統(tǒng)工藝皂素生產(chǎn)廢渣固態(tài)發(fā)酵4天后達(dá)到了13.4％，與發(fā)酵前相比提高了8.6％。在相同的培養(yǎng)條