光合產(chǎn)氫用秸稈類生物質(zhì)微生物預處理的實驗研究

【摘要】：秸稈類生物質(zhì)因其來源廣，價格低廉，且可通過微生物的發(fā)酵作用轉(zhuǎn)換為能源，而備受矚目。我國的生物質(zhì)資源非常豐富，這為開發(fā)可替代能源提供了基礎(chǔ)，且對保護環(huán)境有著重要的意義。利用秸稈類生物質(zhì)光合制氫因其產(chǎn)氫條件溫和，環(huán)境友好且原料來源豐富而被認為是未來氫能生產(chǎn)的主要替代形式，而制約其利用的最主要問題是原料中木質(zhì)纖維素的水解，研發(fā)清潔無害化秸稈類生物質(zhì)預處理新技術(shù)成為必然。 本論文是在國家自然科學基金項目“超微化秸稈類生物質(zhì)光合連續(xù)產(chǎn)氫過程及代謝熱研究（項目編號：50976029）”和國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）項目“生物制氫關(guān)鍵技術(shù)研究與示范（項目編號：2012AA051502）”的資助下完成的。本文利用還原糖含量作為玉米秸稈的產(chǎn)氫能力的主要評價指標，選取白腐菌中的黃孢原毛平革菌（Phanerochaetechrysosporium）、黑曲霉（Aspergillus niger）、綠色木霉（Trichoderma viride）分別對40目(0.45mm)和140目(0.106mm)的玉米秸稈進行單一菌種、兩兩聯(lián)合、三菌種聯(lián)合等三種微生物預處理方法，優(yōu)化出以秸稈類生物質(zhì)作為產(chǎn)氫原料的最佳原料類型和最佳預處理工藝參數(shù)，目的在于為秸稈類生物質(zhì)光合產(chǎn)氫技術(shù)研究提供科學參考。結(jié)果表明： （1）玉米秸稈分別粉碎為0.45mm和0.106mm粒度后，兩種粒度的秸稈中木質(zhì)素、纖維素和半纖維素所占的比重有所不同?？傮w上，粒度為0.45mm的玉米秸稈中木質(zhì)素、纖維素和半纖維素所占的比重要高于粒度為0.106mm玉米秸稈中其所占的比重。 （2）黃孢原毛平革菌、黑曲霉和綠色木霉兩兩之間都能很好的共生，且混合培養(yǎng)時微生物的生長速度、覆蓋情況和擴展情況都會受到影響。 （3）通過分別對0.45mm和0.106mm粒度的玉米秸稈進行單一菌種的預處理可知，0.106mm粒度的玉米秸稈的產(chǎn)糖效果要優(yōu)于0.45mm粒度，且黑曲霉和綠色木霉所處理的0.106mm粒度的玉米秸稈的基質(zhì)中還原糖出現(xiàn)最大值的時間要早于白腐菌，且黑曲霉處理0.106mm粒度的玉米秸稈18天時的還原糖含量為2.14mg/mL，處理效果最好。 （4）通過分別對0.45mm和0.106mm粒度的玉米秸稈進行兩兩菌種聯(lián)合的預處理可知，0.106mm粒度的玉米秸稈的產(chǎn)糖效果大致上要優(yōu)于0.45mm的產(chǎn)糖效果（黑曲霉和綠色木霉的0.45mm粒度要優(yōu)于0.106mm粒度），且都在第18天達到還原糖的最大值，其中白腐菌和黑曲霉聯(lián)合處理的0.106mm粒度的玉米秸稈效果最好，在第18天時達到最大值4.23mg/mL。 （5）通過分別對0.45mm和0.106mm粒度的玉米秸稈進行三菌種聯(lián)合的預處理可知，0.106mm粒度的玉米秸稈的產(chǎn)糖效果要優(yōu)于0.45mm粒度的產(chǎn)糖效果，基質(zhì)中還原糖的最大值出現(xiàn)在0.106mm粒度的玉米秸稈處理第18天時，還原糖含量為：3.19mg/mL。 【關(guān)鍵詞】：秸稈類生物質(zhì) 微生物預處理 還原糖含量 產(chǎn)氫能力
【學位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：S182
【目錄】：

• 致謝4-7
• 摘要7-8
• 1 文獻綜述8-16
• 1.1 研究背景8
• 1.2 氫能生產(chǎn)技術(shù)8-10
• 1.2.1 工業(yè)制氫8-9
• 1.2.2 生物制氫9-10
• 1.2.2.1 光解水制氫9
• 1.2.2.2 厭氧細菌發(fā)酵產(chǎn)氫9-10
• 1.2.2.3 光合細菌發(fā)酵產(chǎn)氫10
• 1.3 利用秸稈類生物質(zhì)光合制氫10-14
• 1.3.1 用于光合制氫的秸稈類生物質(zhì)原料的預處理方法11-14
• 1.3.1.1 物理法12-13
• 1.3.1.2 化學法13
• 1.3.1.3 物理化學法13
• 1.3.1.4 生物法13-14
• 1.5 課題研究內(nèi)容和意義14-15
• 1.5.1 研究意義14
• 1.5.2 研究內(nèi)容14-15
• 1.6 研究技術(shù)路線15-16
• 2 實驗材料和方法16-24
• 2.1 實驗材料16-17
• 2.1.1 原料16
• 2.1.2 3 ,5-二硝基水楊酸16
• 2.1.3 試驗用菌種16
• 2.1.4 預處理菌種培養(yǎng)基16
• 2.1.5 預處理菌種培養(yǎng)工藝16-17
• 2.1.6 光合產(chǎn)氫菌生長培養(yǎng)基17
• 2.1.7 光合產(chǎn)氫菌產(chǎn)氫培養(yǎng)基17
• 2.1.8 光合產(chǎn)氫菌培養(yǎng)工藝17
• 2.2 實驗裝置及儀器設備17-19
• 2.2.1 光合產(chǎn)氫用實驗裝置17-18
• 2.2.2 主要實驗儀器18-19
• 2.3 主要參數(shù)的測定19-21
• 2.3.1 還原糖含量的測定（DNS 比色法測定）19-21
• 2.3.2 三種預處理菌種及光合細菌細胞生長曲線的測定21
• 2.4 三種預處理菌種的培養(yǎng)21-24
• 2.4.1 單菌種的預處理22
• 2.4.2 菌種兩兩聯(lián)合的預處理22
• 2.4.3 三菌種的預處理22-24
• 3 菌種的生長情況24-27
• 3.1 單一菌種對數(shù)期的形態(tài)24-25
• 3.2 混合菌種在 PDA 平板上的生長狀況25-27
• 4 微生物預處理秸稈還原糖產(chǎn)率27-44
• 4.1 單菌種預處理的結(jié)果27-34
• 4.1.1 白腐菌單獨處理玉米秸稈27-29
• 4.1.2 黑曲霉單獨處理玉米秸稈29-31
• 4.1.3 綠色木霉單獨處理玉米秸稈31-34
• 4.2 菌種兩兩聯(lián)合預處理的結(jié)果34-41
• 4.2.1 白腐菌和綠色木霉聯(lián)合處理玉米秸稈34-36
• 4.2.2 黑曲霉和綠色木霉聯(lián)合處理玉米秸稈36-38
• 4.2.3 白腐菌和黑曲霉聯(lián)合處理玉米秸稈38-41
• 4.3 三菌種預處理的結(jié)果41-44
• 5 全文結(jié)論及建議44-46
• 5.1 結(jié)論44-45
• 5.2 建議45-46
• 參考文獻46-50
• ABSTRACT50-51

您可以在本站搜索以下學術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

不同微生物降解木質(zhì)纖維素效率和過程的對比研究    宋安東;薛仁軍;謝慧;王風芹;張百良;

農(nóng)作物秸稈的綜合利用    韓學鳳,張鵬,易欣欣

生物制氫技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢    尤希鳳,郭新勇

秸稈生產(chǎn)乙醇預處理關(guān)鍵技術(shù)    孫君社;蘇東海;劉莉;

用木質(zhì)纖維原料生產(chǎn)乙醇的預處理工藝    羅鵬,劉忠

關(guān)于纖維素原料生產(chǎn)燃料酒精預處理工藝的一些探討    劉遠洋,申德超,徐沖

微波輻射預處理高粱秸稈對酶水解的影響    岳建芝;徐桂轉(zhuǎn);李剛;張全國;申翔偉;

黑曲霉和米曲霉發(fā)酵改善豆渣口感    李艷芳;郝建雄;程永強;趙瑞平;殷麗君;李里特;

木質(zhì)纖維素生物轉(zhuǎn)化氫氣技術(shù)及前景    宋佳秀;任南琪;邢德峰;

木質(zhì)纖維素可再生生物質(zhì)資源預處理技術(shù)的研究進展    趙志剛;程可可;張建安;高峰;

超微化秸稈粉體物性微觀結(jié)構(gòu)及光合生物產(chǎn)氫實驗研究    岳建芝

光合細菌連續(xù)制氫工藝及相關(guān)機理研究    師玉忠

太陽能光合細菌連續(xù)制氫試驗系統(tǒng)研究    李剛

木塑復合材料性能研究的關(guān)鍵問題    鐘鑫,薛平,丁筠

蘆筍老莖堆肥中高溫纖維素分解菌的分離、篩選及鑒定    李欣欣;王琳琳;申挺挺;宋志剛;韓建榮;

酶改善二次纖維結(jié)合性能的研究    杭志喜

大豆多糖提取分離工藝的優(yōu)化研究    施翠娥;蔣立科;李苗苗;

阜陽市發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)的實踐與思考    黃夢來;

金屬離子對纖維素酶活性影響的研究    程旺開;

木棗組培苗葉片中主要化學物質(zhì)含量的變化    張向前,陳國梁,劉玉峰,曹建文,陳宗禮

羧甲基纖維素鈉的應用進展    牛生洋;郝峰鴿;

青翅蟻形隱翅蟲毒素粗提物對菜青蟲3種酶活性的影響    張建民;楊亞珍;

烏龍茶鮮葉萎凋過程中多酚氧化酶活性的變化    王麗霞;肖麗霞;

內(nèi)置轉(zhuǎn)子套管換熱器的實驗及數(shù)值模擬研究    張震;楊衛(wèi)民;閻華;丁玉梅;

采用MPE延緩MBR工藝中膜污染的研究    劉志陽;趙英;顧平;

換熱器強化傳熱技術(shù)——轉(zhuǎn)子內(nèi)插件的實驗    張震;丁玉梅;閻華;關(guān)昌峰;楊衛(wèi)民;

超微生物質(zhì)秸稈產(chǎn)氫能力響應面法優(yōu)化研究    張全國;荊艷艷;岳建芝;王毅;

汽爆秸稈好氧厭氧交替發(fā)酵制氫    陳洪章;王嵐;李冬敏;

乳及乳制品中乳鐵蛋白定量測定方法的建立—SDS-PAGE法    李珊珊;王加啟;魏宏陽;張春剛;劉光磊;趙圣國;卜登攀;周凌云;

滌／棉抗浸透濕面料的研究    牛家?guī)V;顧振亞;

竹原纖維預處理工藝參數(shù)探討    崔桂新;賈懿磊;劉士彧;楊利波;

植物纖維素兩段法催化降解    崔艷麗;毛建衛(wèi);

纖維素乙醇生物轉(zhuǎn)化工藝的研究進展    高鳳芹;閆志堅;孫啟忠;邢啟明;

聚合物/無機物/生物質(zhì)雜化復合材料及其陶瓷材料的研究    李忠

離子液體—蛋白酶處理對羊毛表面性能的影響    袁久剛

腐殖酸對納米零價鐵修復污染物的抑制及抗抑制機理研究    納曼

基于組分的生物質(zhì)熱裂解機理研究    劉倩

淀粉/纖維素類生物質(zhì)發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)氫氣和甲烷的機理研究    謝斌飛

廢紙二次纖維氰乙基化改性及制備復合材料的研究    張春紅

微生物纖維素及其氧化衍生物的合成與性能研究    馮玉紅

稻草秸稈的預處理及生產(chǎn)乙醇的研究    孫萬里

嗜熱真菌纖維二糖水解酶（CBHⅠ、CBHⅡ）和內(nèi)切葡聚糖酶（EGⅠ）的分子改造    王秀娟

玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)酒精的研究    張強

蛋清中溶菌酶的高效提取及其定量測定方法研究    余海芬

脆性水稻秸稈的生物預處理及發(fā)酵    劉晨娟

樺褐孔菌胞外多糖液體深層發(fā)酵及木質(zhì)纖維素促進產(chǎn)糖效果的研究    陳輝

天然彩色棉靜電紡絲膜的制備和性能研究    萬和軍

杜氏鹽藻異養(yǎng)轉(zhuǎn)化藻株的鑒定及初步功能分析    呂文兵

微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的篩選    楊玉靜

耐鹽堿產(chǎn)纖維素酶芽孢桿菌的選育及酶學特性的研究    桂春燕

燃氣輪機化學回熱循環(huán)燃料轉(zhuǎn)化技術(shù)研究    徐長松

稻秸稈提取纖維農(nóng)用非織造地膜的研究    程士潤

海藻多糖植物復合膠成膜性及其性能評價    吳佩

運用氣流粉碎機超微粉碎葡萄籽的工藝研究    任艷軍;李杰;任學軍;宋曉飛;杜彬;劉暢;

白腐真菌木質(zhì)素降解酶的產(chǎn)生及其調(diào)控機制研究進展    喻云梅,劉赟,翁恩琪,黃民生

超微粉碎的理論、實踐及其對食品工業(yè)發(fā)展的作用    袁惠新,俞建峰

光合細菌的基本特性及在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應用    徐良梅,滕小華

玉米秸稈發(fā)酵法生產(chǎn)燃料酒精的研究進展    張強,陸軍,侯霖,金花,樸敬惠

超細粉碎過程中物料的理化特性變化及應用    蓋國勝,徐政

超細粉體材料的制備技術(shù)及應用    鐵生年;李星;李昀珺;

Generation of Hydrogen from Photolysis of Organic Acids by Photosynthetic Bacteria    

日本人眼中的中國石化和化學工業(yè)    張東生

國外氫能技術(shù)路線圖及對我國的啟示    顧鋼

氫氣的規(guī)模生產(chǎn)初探    陳霖新;

    本報記者 薛黎

光合產(chǎn)氫菌群的篩選及其利用豬糞污水產(chǎn)氫因素的研究    尤希鳳

超聲波作用下纖維素纖維結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的研究    唐愛民

生物質(zhì)制備新型平臺化合物乙酰丙酸的研究    常春

耐鹽菌株特性及其在高鹽有機廢水生物處理中的應用    信欣

表面活性劑在廢木質(zhì)纖維素制酒精中的應用基礎(chǔ)研究    劉佳

光合細菌連續(xù)制氫工藝及相關(guān)機理研究    師玉忠

光合細菌生物產(chǎn)氫試驗研究    康鑄慧

玉米秸稈纖維素酶水解研究及響應曲面法優(yōu)化    楊靜

光合細菌產(chǎn)氫基質(zhì)代謝實驗研究    王毅

農(nóng)作物秸稈光合細菌產(chǎn)氫原料的乙酸預處理技術(shù)實驗研究    申翔偉

光合細菌光合產(chǎn)氫的研究進展    計紅芳,陳錫時,王愛杰

膠質(zhì)紅假單胞菌J_2菌株光合產(chǎn)氫的研究    李捷，楊大慶，朱章玉

近紅外漫反射光譜法測定玉米秸稈NDF與ADF含量    白琪林,陳紹江,董曉玲,孟慶祥,嚴衍祿,戴景瑞

利用秸稈類纖維廢料生產(chǎn)微生物飼料的研究    張秀云;孫彬;

不同菌株固態(tài)發(fā)酵玉米秸稈生產(chǎn)飼料蛋白的比較研究    李日強,張峰

ICP-AES法測定玉米秸稈中的微量元素含量    孫勇;楊剛;張金平;李佐虎;

纖維素復合酶在秸稈飼喂奶牛中的應用效果研究    張學成;李文琴;辛總秀;

搞好玉米秸稈還田 提升土壤有機質(zhì)    武元;

應用玉米秸稈栽培雙孢蘑菇新技術(shù)    梁枝榮,張清文,周志強,郭生

應用固定化里氏木霉糖化玉米稈纖維素的研究    夏黎明,代淑梅,岑沛霖

溫度對蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)光合產(chǎn)氫的影響    張磊;桑敏;李愛芬;張成武;

光照度對酶解秸稈料液光合產(chǎn)氫的影響    岳建芝;李剛;焦有宙;張全國;張志萍;

~(13)C標記玉米秸稈分解過程中有機碳變化規(guī)律研究    暴春平;郭巖彬;楊景娜;吳文良;孟凡喬;

不同加水量對玉米秸稈發(fā)酵酒精的影響    董惠鈞;李華;賈士儒;

玉米秸稈雙孢蘑菇冬種技術(shù)的研究與推廣    孟麗;許桂芳;

玉米秸稈的飼料加工利用技術(shù)探析    侯方安;康云友;

利用玉米秸稈制備定向刨花板的研究    楊蕊;

長期施用玉米秸桿對黑土團聚體中腐殖質(zhì)組成和性質(zhì)的影響    陳輝;竇森;

玉米秸稈顆粒燃料致密成型電耗測試    李在峰;雷廷宙;何曉峰;楊樹華;

玉米秸稈微貯喂牛效果好    辛志;白春會;丁玉臣;曹桂霞;

玉米秸稈做溫室：省錢效益高    樂亭縣樂亭鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)辦 李世珍

廣平4.5萬畝秸稈變成飼料“罐頭”    馬永存、寧學玲、姜艷

13萬畝玉米秸稈何時生金    本報記者 楊濤軍

廣平秸稈飼料“遠嫁”韓國    記者 鄭惠華通訊員 馬永存 郝愛良

玉米秸稈變成金    張相 羅立源 記者　付強

冬季如何堆制玉米秸稈肥    吳凡

開魯縣為玉米秸稈管理“立法”    楊衛(wèi)東

玉米秸稈栽培食用菌要點    沈瑞

玉米秸稈飼料加工十大技術(shù)    

山東張店：玉米秸稈變成寶貴資源    本報記者 單保江通訊員 張秀貴

超微秸稈光合生物產(chǎn)氫體系多相流數(shù)值模擬與流變特性實驗研究    荊艷艷

超微化秸稈粉體物性微觀結(jié)構(gòu)及光合生物產(chǎn)氫實驗研究    岳建芝

光合細菌（Rhodobacter sphaeroides）生物制氫及其光生物反應器研究    李旭

高效光合產(chǎn)氫藻株的篩選及其產(chǎn)氫機制研究    何梅琳

混合菌種生物技術(shù)（MCB）光合產(chǎn)氫的試驗研究    張立宏

微波輔助下木質(zhì)纖維素降解與溶解過程的研究    牟莉

光合細菌利用低分子有機酸產(chǎn)氫的試驗研究    陳明

玉米秸稈保質(zhì)貯存及水熱反應處理提高可生化性方法的研究    孫優(yōu)善

砂姜黑土區(qū)小麥玉米一年兩熟秸稈全量還田對夏玉米生育及產(chǎn)量影響研究    沈?qū)W善

燃料乙醇固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)工藝的研究    王瑞明

光合產(chǎn)氫用秸稈類生物質(zhì)微生物預處理的實驗研究    蔣丹萍

外加電場輔助質(zhì)子傳遞供類球紅細菌光合產(chǎn)氫研究    鄧文武

NaHSO_3調(diào)控魚腥藻7120光合產(chǎn)氫的作用機制研究    陳明

NaHSO_3提高微藻光合產(chǎn)氫的優(yōu)化及其應用性研究    李鑫

NaHSO_3提高萊茵衣藻光合產(chǎn)氫效率的優(yōu)化及其作用機理的研究    易靜

NaHSO_3提高了萊茵衣藻的光合產(chǎn)氫    王連軍

纖維素酶高產(chǎn)菌株選育與玉米秸稈生產(chǎn)酒精工藝研究    王倩

甜椒有機栽培基質(zhì)的研究    邊鳴鏑

微生物處理玉米秸稈生產(chǎn)蛋白飼料的研究    張紅蓮

光合產(chǎn)氫菌群的分離鑒定及其產(chǎn)氫特性分析    韓濱旭