擔(dān)子菌連續(xù)開放預(yù)處理玉米秸稈轉(zhuǎn)化乙醇的工藝研究

【摘要】：預(yù)處理技術(shù)是纖維質(zhì)乙醇生產(chǎn)的主要技術(shù)瓶頸之一,生物預(yù)處理技術(shù)因具有低能耗和環(huán)境友好的優(yōu)勢而受到廣泛關(guān)注,但高昂的反應(yīng)器成本和無菌處理過程限制了該技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用。本論文以篩選得到的有效菌株為基礎(chǔ),建立了擔(dān)子菌連續(xù)開放預(yù)處理玉米秸稈轉(zhuǎn)化乙醇工藝,并對凈化方式、生物處理條件、輔助理化處理條件、酶解糖化和乙醇發(fā)酵等工藝參數(shù)進行完善和優(yōu)化,為生物預(yù)處理的工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 首先,以高效菌Irpex lacteus CD_2為出發(fā)菌株,以在反應(yīng)器條件下可顯著提升糖化率的生物-堿氧化(BAO)預(yù)處理工藝為基礎(chǔ),通過凈化方式的比較和優(yōu)化,實現(xiàn)BAO工藝的連續(xù)開放運行。結(jié)果表明,Irpex lacteus CD_2只能在蒸汽凈化后的秸稈上進行開放處理,開放處理的最佳條件為:0.5MPa蒸汽凈化3 h,接種比例為1:4,生物處理時間15d。在此條件下實現(xiàn)三個批次的連續(xù)開放處理,糖化率均在75%以上。 其次,為進一步降低凈化成本,選擇石灰處理作為凈化方式。從73株擔(dān)子菌中篩選出10株可在石灰凈化過的玉米秸稈上開放處理的擔(dān)子菌,以其中糖化率最高的菌株Coprinus comatus XY7作為開放預(yù)處理的出發(fā)菌株,建立由石灰凈化、生物處理、輔助理化處理組成的新型連續(xù)開放預(yù)處理工藝,并優(yōu)化其工藝參數(shù)。最佳處理條件為:玉米秸稈經(jīng)過0.1%的石灰凈化后,按照1:4接種比例接種Coprinus comatus XY7固體接種體,在室溫條件下生物處理6d后,取五分之一的培養(yǎng)物作為下一批預(yù)處理的接種體,其余部分繼續(xù)處理9d后下樣,按1:40固液比,用1%NaOH和1% H_2O_2的堿氧化試劑常溫處理24h。在此條件下實現(xiàn)了連續(xù)三個批次的連續(xù)開放預(yù)處理。預(yù)處理后的基質(zhì)在30FPU/g的最優(yōu)酶濃度下酶解糖化,糖化率均在80%以上,較未處理基質(zhì)糖化率提高10%左右. 為了評價預(yù)處理對乙醇發(fā)酵的影響,采用同步糖化發(fā)酵預(yù)處理后的玉米秸稈,結(jié)果表明,在20 g/L的底物濃度、30 FPU/g的酶濃度和0.7%的酵母接種量的最優(yōu)發(fā)酵條件下發(fā)酵24 h,乙醇轉(zhuǎn)化率達到,較未開放處理秸稈增加18.1%。 該工藝的建立為今后生物預(yù)處理規(guī)?；膽?yīng)用于纖維質(zhì)乙醇提供了可能的實施途徑 【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈 Irpex lacteus CD2 Coprinus comatus XY7 凈化 連續(xù)開放預(yù)處理 生物堿氧化處理
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TQ223.122
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 我國燃料乙醇的發(fā)展10-11
• 1.2 木質(zhì)纖維素的結(jié)構(gòu)和組成11
• 1.3 木質(zhì)纖維素的酶解糖化11-12
• 1.4 理化預(yù)處理工藝12-13
• 1.5 生物預(yù)處理工藝13-14
• 1.6 生物預(yù)處理技術(shù)的困境與發(fā)展14-17
• 1.7 課題思路的提出與設(shè)計17-19
• 2 生物—堿氧化預(yù)處理工藝的連續(xù)開放研究19-32
• 2.1 引言19
• 2.2 材料與方法19-23
• 2.3 結(jié)果與討論23-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 3 擔(dān)子菌COPRINUS COMATUS XY7 連續(xù)開放預(yù)處理玉米秸稈轉(zhuǎn)化乙醇的研究32-55
• 3.1 引言32
• 3.2 材料與方法32-37
• 3.3 結(jié)果與討論37-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 4 結(jié)論與展望55-57
• 4.1 結(jié)論55
• 4.2 展望55-57
• 致謝57-58
• 參考文獻58-63
• 附錄1 論文所用主要設(shè)備名錄63-64
• 附錄2 原料石灰凈化后可以實現(xiàn)開放培養(yǎng)的菌株照片64-65

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