發(fā)布時間：2020-02-05 22:38

【摘要】：隨著煤、石油等傳統(tǒng)化學能源的日漸枯竭,新型可再生生物質能源成為能源領域新的研究熱點。利用可再生生物質原料或是廢棄生物物質如秸稈等生產燃料乙醇,成為可持續(xù)能源發(fā)展研究領域的新熱點。我國人多、耕地面積少,這就使得燃料乙醇的生產只能走“非糧”路線。我國玉米種植面積居世界第二,在收獲玉米的同時會收獲數萬億噸的玉米秸稈,但僅有不足10%的得以有效利用,這不僅造成嚴重的資源浪費,而且還會因為處理不當造成環(huán)境問題。因此將玉米秸稈變廢為寶,以其作為發(fā)酵生產乙醇的原料是改變目前狀況的一個好方法。本論文以玉米秸稈為主要發(fā)酵原料,進行燃料乙醇的生產,主要內容如下：1.分別以腐殖土、腐爛的秸稈、腐木等樣品為菌種采集來源,通過纖維素酶活力的測定(CMC糖化力法)篩選纖維素降解菌株,經過初篩和復篩獲得2#、3#、5#、9#、10#菌株的降解活力較強,在第6天降解效果達到最高峰,降解功效與黑曲霉(Aspergillus niger)和綠色木霉(Trichoderma viride)相當。對復篩得到的菌株進行胞內和胞外羧甲基纖維素酶活力(CMCA)酶活檢測,結果顯示所篩菌株的纖維素酶系都是胞外酶區(qū)系,通過對這些菌株產生的酶的酶活的測定,篩選菌株產生的纖維素酶均為酸性酶。經過對菌株的羧甲基纖維素酶活力(CMCA)和濾紙酶活力(FPA)測定,黑曲霉在CMCA活力的優(yōu)勢相對比較明顯,最高可達3593U,菌株6#、9#、10#酶活力相對較小,2#、3#、5#菌株的酶活力更小,但是所有菌株的酶活力比綠色木霉高。5#、6#、9#、10#的FPA活力較高,其FPA酶活力均強于黑曲霉,其中5#菌株濾紙酶活力達到760U。2.對于木質素酶的降解菌的篩選,從30份樣品中共分離純化出150個菌株,通過在赫奇遜氏固體培養(yǎng)基培養(yǎng)上觀察其變色反應,初篩共獲得9株具有降解木質素能力的真菌菌株。經過發(fā)酵測定這9株真菌產木質素酶活力的復篩,獲得2株產木質素酶活力較高的菌株15-8和16-2。3.在120℃的溫度下用濃度為2%的稀硫酸預處理玉米秸稈,處理后保持固體狀態(tài)的為木質素晶體,秸稈中的半纖維素和纖維素破碎,部分半纖維素水解。去除原料中的木質素后玉米秸稈纖維的利用率由35%升高到46%。復合菌株發(fā)酵從45.82%可升高至55.65%。物理、化學和生物方法預處理后,原料結構松散,粗纖維利用率升高至54%。效果優(yōu)于單應變加工預處理木質纖維素材料,應為單一應變混合形式的交替或共生關系,通過其關系的深化加強復合效應；由于其降解木質素的能力往往也具有降解纖維素的能力,因此生物預處理時間不宜過長。4.以pH值、接種量、溫度、搖床轉速等因素,進行四因素三水平的正交試驗,以乙醇含量為測定指標,混合菌種發(fā)酵混合纖維多糖培養(yǎng)基最佳發(fā)酵條件為：接種量10%,pH 5.5,搖床轉速120r/min,溫度30℃,此條件下糖醇轉化率為38.4%。通過正交實驗表明,在影響發(fā)酵的主要四個因素中,其對實驗結果影響由大到小為：溫度搖床轉速pH接種量。
【圖文】：

重組釀酒酵母菌株或基因的混合發(fā)酵。根酸預處理的玉米纖維的總固體含量為２０％。纖維素酶／ｇ纖維素，，使用重組酵母菌株用于同時共發(fā)酵，７８．４％和５６．１％的木糖可轉化為乙醇。本方法主要問題是使能同時進行，經常在使用戊糖己糖和戊糖開始使用后，，產品的戊糖轉化率低。逡逑６）非等溫同步發(fā)酵逡逑等溫同步發(fā)醇送一方法是由ＺｈａｎｇＷｅｎ［６９］邋（１９９８）提出維素酶時，５０’Ｃ是反應的最佳溫度，而通�？刂平湍高@一溫度區(qū)間。該方法嘗試采用非等溫同步和（同時素，ＮＳＳＦ）來生產乙醇過程。這一方法在酵母發(fā)酵與中有著良好的應用，能夠使其中的矛盾得到有效的解決示，即為非等溫同步發(fā)酵的基本流程［６９］。逡逑Ｃｏｕｎｔｅｒ邋Ｃｕｒｒｅｎｔ逡逑

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【學位授予單位】：南陽師范學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TQ223.122

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本文編號：2576743