稻草秸稈成分分離及其水解液的發(fā)酵制取乙醇研究.pdf

1、以生物質(zhì)能的綜合利用為核心的新型能源與節(jié)能減排研究,是江西省委省政府的“六個(gè)一”工程的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。高效利用儲(chǔ)藏于這些植物桔桿中的能量不僅對(duì)于緩解我國部分能源緊缺問題,而且對(duì)于廣大農(nóng)村的環(huán)境保護(hù)具有重大意義。本工作針對(duì)水稻秸稈主要成分的有效分離及其水解液發(fā)酵制取乙醇等內(nèi)容進(jìn)行了積極的努力的探索,主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1)在稀酸水解前處理方法的基礎(chǔ)上,提出了根據(jù)稻草秸稈的主要組分的化學(xué)性質(zhì)的不同,分步、分別處理,完全充分利

2、用新的思路和方法。
　　 2)經(jīng)過系列實(shí)驗(yàn),得出了稀酸水解處理的最佳條件,即0.5％HCl+0.5％H2SO4,固液比為1:5,100℃自然回流。研究表明,此條件既能保證半纖維素糖類的最大程度地溶出,又能保證最少量的發(fā)酵抑制劑的產(chǎn)生。
　　 3)稀酸催化水解反應(yīng)脫除了稻草秸稈中的大部分半纖維素組分,通過水解作用形成以木糖和葡萄糖為主的水解液；使其纖維素組分與處理前相比更加裸露,使后續(xù)酶解步驟的酶活性或酶解效率有所提高。但

3、是,在稀酸水解反應(yīng)過程中稻草秸稈中的木質(zhì)素部分幾乎沒有發(fā)生變化,木質(zhì)素的存在使得稻草秸稈中的纖維素組分的酶解活性得不到質(zhì)的提高。鑒于此,本工作進(jìn)行了脫木質(zhì)素反應(yīng),所選用的反應(yīng)為木質(zhì)素的磺甲基化反應(yīng),產(chǎn)生的水溶性的木質(zhì)素磺酸鹽可作為三次采油注劑,木質(zhì)素的磺甲基化反應(yīng)沒有廢液產(chǎn)生。經(jīng)過稀酸催化水解反應(yīng)與木質(zhì)素的磺甲基化反應(yīng)后所剩余的部分,基本上就是比較純凈的纖維素部分,可對(duì)其有效地進(jìn)行酶解(生成葡萄糖),其酶解率高達(dá)93％。
　　

4、4)然后繼續(xù)對(duì)水解、酶解得到的產(chǎn)物以木糖和葡萄糖為主的單糖進(jìn)行發(fā)酵制取乙醇研究。對(duì)于稻草秸稈稀酸水解反應(yīng)產(chǎn)生的水解液主要成分是木糖和葡萄糖,傳統(tǒng)的發(fā)酵葡萄糖為乙醇的菌種不能發(fā)酵木糖為乙醇,自然界中能發(fā)酵戊糖并產(chǎn)生乙醇的菌種很少,本工利用一種能同時(shí)發(fā)酵木糖與葡萄糖制乙醇的菌種Candida shehatae,通過對(duì)該菌種發(fā)酵稻草水解液制乙醇的研究表明,稻草水解液的pH、供氧情況、總糖濃度等因素對(duì)乙醇的產(chǎn)率等都有不同程度的影響；pH=6.6