甜高粱堿--酸預(yù)處理產(chǎn)醇及副產(chǎn)品綜合利用的研究.pdf

1、能源危機(jī)和溫室氣體排放，使生物能源研發(fā)成為熱點(diǎn)，其中生物乙醇是理想的液體燃料。甜高粱是優(yōu)質(zhì)的能源作物，其莖稈含糖量大，秸稈生物質(zhì)產(chǎn)量高，可用于木質(zhì)纖維乙醇的生產(chǎn)。木質(zhì)纖維乙醇生產(chǎn)包括三個(gè)主要步驟:理化預(yù)處理、酶解產(chǎn)糖和乙醇發(fā)酵。本研究以2種自然品系(NS19、NS143)，1種野生型(Wild Type，WT)及其突變體11M-77為實(shí)驗(yàn)材料，利用相對(duì)溫和的預(yù)處理和半同步糖化發(fā)酵(Semi-saccharification and si

2、multaneous fermentation，SSSF)的方法，制取纖維乙醇。同時(shí)，有效生產(chǎn)多個(gè)副產(chǎn)物用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。主要結(jié)果如下:
　　1.四種材料(NS19、NS143、11M-77、WT)鮮重產(chǎn)量為27.66-108.9t/ha、干重產(chǎn)量為6.16-20.30t/ha，木質(zhì)纖維素產(chǎn)量高。
　　2.四種材料的汁液可溶性糖含量占干重的11.61％-23.02％，纖維素含量占28.64％-31.75％，半纖維素含量為22.

3、24％-30.59％，木質(zhì)素含量占13.15％-14.83％。
　　3.通過(guò)2％KOH和1％H2SO4兩步法預(yù)處理，四種甜高粱材料的酶解產(chǎn)糖效率達(dá)80.90％-91.71％，稈渣乙醇產(chǎn)率達(dá)到17.63％-20.04％（％干重），稈渣和汁液總乙醇產(chǎn)率21.96％-27.22％，每公頃乙醇產(chǎn)量達(dá)到1.51-5.53噸，四種材料的糖醇轉(zhuǎn)化率分別為48.01％、45.47％、44.30％和48.94％，為理論值的94.14％、89.16％

4、、86.86％和95.96％。
　　4.2％KOH能分別提取23.78％-37.02％的半纖維素和34.17％-65.91％的木質(zhì)素;進(jìn)一步可以通過(guò)醇析和酸析回收，堿溶半纖維素的回收率為半纖維素總量的16.41％-17.70％，堿溶木質(zhì)素的回收率為木質(zhì)素總量的16.21％-20.77％，析出半纖維素純度為67.59％-77.54％，析出木質(zhì)素純度為83.09％-88.71％。
　　5.發(fā)酵殘液含有19.05％-24.39％的

5、戊糖，可用作木糖醇的原料;用6mol/L HCl析出2％KOH預(yù)處理中木質(zhì)素后，同時(shí)生產(chǎn)KCl肥料，而發(fā)酵液中K28O4可加工為液體或固體K2SO4肥料。
　　6.四種材料的發(fā)酵殘?jiān)寐蕿?1.54％-16.20％（％干重），其中纖維素含量為21.63％-26.05％，半纖維素占10.70％-18.68％，木質(zhì)素含量為31.54％-43.45％，故發(fā)酵殘?jiān)阅举|(zhì)素為主。
　　總之，此研究可以使甜高粱稈渣纖維素高效降解產(chǎn)糖，同