玉米秸稈的SPORL法和熱水預處理及酶水解研究.pdf

1、以木質纖維素為原料生產燃料乙醇是生物新能源發(fā)展的必然趨勢，預處理技術是木質纖維素生物轉化燃料乙醇的關鍵步驟，直接影響著木質纖維素水解效率和乙醇的生產成本。研究開發(fā)高效、污染小、成本低的木質纖維素預處理方法對生物燃料乙醇實現(xiàn)工業(yè)化具有重大意義。
　　本論文以玉米秸稈為原料，通過對木素溶出率、戊聚糖溶出率和底物酶水解轉化率、葡萄糖得率的分析，分別考察了熱水法和SPORL法預處理工藝的處理效果，并將二者相結合的預處理效果進行了對比分析。

2、
　　實驗首先考察的是熱水預處理過程中溫度、保溫時間和化學助劑對玉米秸稈糖化效果的影響。結果表明:170℃和30min為熱水預處理過程中戊聚糖轉化回收的最優(yōu)溫度和最佳保溫時間;FeCl3的加入能有效促進半纖維素的溶出，當在140℃、30min和FeCl3用量9.75％條件下，戊聚糖溶出率達52.47％，比未加入FeCl3時提高近10倍，底物酶水解轉化率和葡萄糖得率顯著提高，分別為66.2％和44.32％。
　　SPORL法預

3、處理可以有效提高酶水解轉化率與葡萄糖得率，降解木素與半纖維素，但增加硫酸的加入量會明顯增加預處理液相中糠醛和HMF的含量。在所考察的范圍內，亞硫酸氫鈉用量為5％、硫酸用量1.84％、液比1∶4、溫度180℃和保溫時間20min時，預處理效果較好，但此條件下糠醛和5-HMF的含量分別達到了6.83g/L和2.25g/L;在纖維素酶的用量為10FPU/g、纖維二糖酶1.0CBU/g時，酶水解轉化率和葡萄糖得率分別達到了86.31％和80.7

4、1％;經過SPORL法預處理的底物酶水解時，纖維素酶用量與所產生的葡萄糖濃度具有較好的線性關系。
　　在上述研究的基礎上，對玉米秸稈進行了兩段預處理，考察了各段預處理條件的變化對原料中三大組分的溶出率和底物酶水解效果的影響。結果顯示:相對于單段熱水(170℃、30min)和亞硫酸鹽預處理(180℃、3％NaHSO3)，兩段相組合的預處理方式對酶水解轉化率和葡萄糖得率有顯著的提高。當?shù)谝欢晤A處理條件為溫度140℃、時間30min、F