论文部分内容阅读
利用木材、农作物等的废弃物作为原料生产纤维乙醇,不仅解决了废弃物难利用问题,而且缓和了石油危机,为社会的发展提供了一条可持续发展的道路。农业维持着我国经济的生存,玉米的种植占有较大的比重。玉米秸秆的焚烧不仅使其得不到合理的利用,而且污染环境,加剧了全球的温室效应。玉米秸秆中含有50%以上的半纤维素和纤维素,使得其成为得糖率高的一种生产纤维乙醇的原料。本研究以玉米秸秆为研究对象,通过初步的爆破后进行低酸预处理,使原料的结构受到破坏和水解,得到木糖含量较高的水解液,采用单因素和正交实验的方法对影响低酸水解木质原料的四个因素进行了研究,得出低酸水解木质原料的最优工艺参数为:爆破处理参数:压强3Mpa,时间4min。水解参数:固体含量12%,稀酸浓度1.4%,反应温度125℃,反应时间80min。在此反应条件下木糖含量达到20.3g/L。在此基础上通过对水解液浓缩脱毒并进行高浓度戊糖发酵,采用单因素和正交实验的方法对影响浓缩液发酵的四个因素进行研究,得出浓缩液发酵乙醇的最优工艺参数为:木糖浓度60g/L,转速为220r/min,温度为30℃,初始pH值为4.5,Candida shehaatae接种量为10%,并加入3%已发酵10h的发酵液,发酵时间为56h。在此反应条件下乙醇浓度达到22.1g/L。低酸处理原料后的残渣中纤维素含量增加,利用残渣进行液态发酵产酶,采用单因素和正交实验的方法对影响液态产酶的四个因素进行研究,得到最优的产酶工艺参数为:Trichodermareesei和Aspergillus niger孢子悬浮液以5:1的比例加入到产酶培养基中,Aspergillus niger孢子悬浮液在Trichodermareesei接种1d后接入。温度为32℃,接种量为7%,pH值为5.5,时间为7d,每隔2d补料秸秆3%,豆饼粉1.5%,在此反应条件下FPA达到3.4IU/mL。通过液态酶和酵母异步酶解发酵己糖,采用单因素和正交实验的方法对影响己糖发酵乙醇的四个因素进行研究,得出乙醇生产的最优工艺参数:纤维素酶液浓缩10倍,固体含量为7%,酶液加入1%(v/v),保持温度50℃,调整pH5.0,在此条件下糖化1d,然后调整温度为38℃,接种量为10%,pH值为5,时间为4d。在此反应条件下乙醇浓度达到18.0g/L。