輻照預(yù)處理提高小麥秸稈酶解產(chǎn)糖的研究

【摘要】： 可再生能源是一個(gè)應(yīng)對(duì)能源短缺和環(huán)境惡化的有效途徑之一。而生物質(zhì)能源作為儲(chǔ)量最為豐富的可再生能源之一,近年來(lái)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。利用木質(zhì)纖維素生成生物乙醇或其它生物制品的瓶頸是如何有效的破壞原料的結(jié)構(gòu)以增加其反應(yīng)性能。很多方法被廣泛的應(yīng)用于木質(zhì)纖維素原料的預(yù)處理,如物理、化學(xué)、物理-化學(xué)、生物方法等。本文研究了γ射線輻射預(yù)處理麥秸的輻照效應(yīng)及輻照后效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,輻照預(yù)處理能明顯破壞麥秸的結(jié)構(gòu)。隨輻照劑量增加,麥秸質(zhì)量損失增大,粒度分布向細(xì)顆粒方向遷移。輻照與粉碎結(jié)合預(yù)處理有明顯的協(xié)同效應(yīng),較適宜的預(yù)處理?xiàng)l件為500 kGy、粒度為140目,葡萄糖得率為10.2%。輻照后效應(yīng)對(duì)麥秸酶解產(chǎn)糖有明顯的影響,以50、100、200、300和400 kGy輻照的麥秸酶解,其輻照后效應(yīng)與初始效應(yīng)的比值分別為12.9%、14.9%、8.9%、9.1%(產(chǎn)還原糖)和20.1%(產(chǎn)葡萄糖)。 通過(guò)考察輻照劑量、輻照與NaOH組合順序、NaOH濃度、NaOH浸泡時(shí)間等因素,研究了用100 kGy劑量輻照與NaOH溫和浸泡協(xié)同預(yù)處理工藝。通過(guò)對(duì)還原糖得率、組分改變、表面形態(tài)、結(jié)晶度等的分析,對(duì)該協(xié)同工藝的作用機(jī)理進(jìn)行了探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,輻照與NaOH協(xié)同預(yù)處理,可以大大提高還原糖得率,協(xié)同效應(yīng)明顯。較適宜的組合預(yù)處理工藝為100 kGy輻照加2%NaOH浸泡1 h后,其酶解還原糖得率達(dá)到理論產(chǎn)率的78.2%。單純用100 kGy劑量輻照對(duì)麥秸的組分、表面形態(tài)及結(jié)晶度的改變不明顯,但可以大大降低后續(xù)堿浸泡所需的用量和時(shí)間。 對(duì)100 kGy輻照加2%NaOH浸泡1 h的小麥秸稈的酶解條件進(jìn)行了優(yōu)化,其最佳酶解參數(shù)為:酶的用量為50 mg/g底物,底物量為1 g/50 ml緩沖液,溫度為50℃,pH為4.8,酶解時(shí)間為48 h。在此條件下,小麥秸稈的酶解還原糖得率為80.15%。 【關(guān)鍵詞】：預(yù)處理 小麥秸稈 γ射線輻照 酶水解 生物質(zhì)能 后效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TK6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-29
• 1.1 生物質(zhì)能源發(fā)展?fàn)顩r12
• 1.2 木質(zhì)纖維素的結(jié)構(gòu)12-15
• 1.2.1 木質(zhì)纖維素的概念12-13
• 1.2.2 纖維素的組成與結(jié)構(gòu)13-14
• 1.2.3 半纖維素的組成與結(jié)構(gòu)14
• 1.2.4 木質(zhì)素的組成與結(jié)構(gòu)14-15
• 1.3 木質(zhì)纖維素的預(yù)處理15-19
• 1.3.1 木質(zhì)纖維素預(yù)處理的意義15-16
• 1.3.2 木質(zhì)纖維素預(yù)處理方法16-19
• 1.4 木質(zhì)纖維素輻射預(yù)處理19-25
• 1.4.1 電離輻射和輻射源19-20
• 1.4.2 輻射化學(xué)基本原理20-22
• 1.4.3 木質(zhì)纖維素輻射預(yù)處理22-23
• 1.4.4 木質(zhì)纖維素輻射預(yù)處理研究狀況23-25
• 1.5 木質(zhì)纖維素的酶法水解25-28
• 1.5.1 纖維素酶的來(lái)源與結(jié)構(gòu)25-26
• 1.5.2 纖維素酶的反應(yīng)機(jī)理26-28
• 1.6 本文主要研究?jī)?nèi)容28-29
• 第2章 γ射線輻照及機(jī)械粉碎對(duì)小麥秸稈的影響29-37
• 2.1 引言29
• 2.2 材料與方法29-32
• 2.2.1 材料與試劑29
• 2.2.2 主要儀器設(shè)備29-30
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法30
• 2.2.4 分析方法30-32
• 2.3 結(jié)果與討論32-36
• 2.3.1 小麥秸稈組分32
• 2.3.2 機(jī)械粉碎預(yù)處理對(duì)麥秸酶解的影響32-33
• 2.3.3 γ射線輻照效應(yīng)對(duì)小麥秸稈的影響33-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第3章 γ射線輻照后效應(yīng)對(duì)小麥秸稈的影響37-42
• 3.1 引言37
• 3.2 材料與方法37-39
• 3.2.1 材料與試劑37
• 3.2.2 主要儀器設(shè)備37-38
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法38
• 3.2.4 分析方法與相關(guān)定義38-39
• 3.3 結(jié)果與討論39-41
• 3.3.1 輻照后效應(yīng)對(duì)葡萄糖得率的影響39
• 3.3.2 輻照后效應(yīng)對(duì)還原糖得率的影響39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 麥秸 γ 輻照與 NaOH 協(xié)同預(yù)處理的研究42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 材料與方法42-44
• 4.2.1 材料與試劑42-43
• 4.2.2 主要儀器設(shè)備43
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法43-44
• 4.2.4 分析方法44
• 4.3 結(jié)果與討論44-53
• 4.3.1 輻照劑量對(duì)纖維素酶水解產(chǎn)糖的影響44-45
• 4.3.2 輻照與NaOH 的協(xié)同預(yù)處理45-48
• 4.3.3 組合預(yù)處理對(duì)小麥秸稈成分及結(jié)構(gòu)的影響48-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 酶解工藝參數(shù)的優(yōu)化54-60
• 5.1 引言54
• 5.2 材料與方法54-55
• 5.2.1 材料與試劑54
• 5.2.2 主要儀器設(shè)備54
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)方法54-55
• 5.2.4 分析方法55
• 5.3 結(jié)果與討論55-59
• 5.3.1 酶用量對(duì)酶解率的影響55-56
• 5.3.2 底物量對(duì)酶解率的影響56-57
• 5.3.3 酶解溫度對(duì)酶解率的影響57-58
• 5.3.4 酶解pH 值對(duì)酶解率的影響58
• 5.3.5 酶解時(shí)間對(duì)酶解率的影響58-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-69
• 致謝69-70
• 附錄 A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄70

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羥基磷灰石表面修飾的人工角膜鈦支架生物相容性實(shí)驗(yàn)研究    馬驍

玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)酒精的研究    張強(qiáng)

InGaN/GaN低維量子阱結(jié)構(gòu)的制備及其發(fā)光性質(zhì)研究    楊國(guó)鋒

稻草秸稈的堿法氧化預(yù)處理方法研究    李輝勇

SPORL預(yù)處理技術(shù)在木質(zhì)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化中應(yīng)用研究    朱文遠(yuǎn)

木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為生物乙醇過(guò)程中關(guān)鍵問(wèn)題的研究    呂學(xué)斌

原花青素預(yù)處理改善全酸蝕粘接系統(tǒng)牙本質(zhì)粘接耐久性的基礎(chǔ)研究    劉瑞瑞

含離子液體系統(tǒng)的相平衡、分子熱力學(xué)模型及其在生物質(zhì)預(yù)處理中的應(yīng)用    辛琴

陰極材料LiMn_2O_4鉻摻雜的合成及性能研究    任海倫

基于預(yù)處理方法的流動(dòng)數(shù)值模擬研究    胡麗燕

稻草經(jīng)超聲波輔助預(yù)處理后酶解過(guò)程的動(dòng)力學(xué)研究    魯愛(ài)華

玉米秸稈的酶水解與丁醇發(fā)酵研究    林有勝

超聲波技術(shù)應(yīng)用于植物木質(zhì)纖維素預(yù)處理及酶水解的研究    康廣博

氨化預(yù)處理對(duì)稻草和玉米秸厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣性能影響的試驗(yàn)研究    張亞甜

木質(zhì)纖維素生物質(zhì)預(yù)處理與水解過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù)研究    王修勝

超聲波在木質(zhì)纖維的預(yù)處理及酶解工藝中的應(yīng)用    謝曉麗

丙酮、乙醇預(yù)處理對(duì)稻草酶解糖化的影響研究    陳魏

植酸酶對(duì)金鱒營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率與消化酶活性的影響    王楓