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“六個一”工程的重點發(fā)展領(lǐng)域之一。高效利用儲藏于這些植物桔桿中的能量不僅對于緩解我國部分能源緊缺問題,而且對于廣大農(nóng)村的環(huán)境保護具有重大意義。本工作針對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)容進行了積極的努力的探索,主要研究內(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)過系列實驗,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,可對其有效地進行酶解(生成葡萄糖),其酶解率高達93％。
　　

4、4)然后繼續(xù)對水解、酶解得到的產(chǎn)物以木糖和葡萄糖為主的單糖進行發(fā)酵制取乙醇研究。對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發(fā)酵木糖與葡萄糖制乙醇的菌種Candida shehatae,通過對該菌種發(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、總糖濃度等因素對乙醇的產(chǎn)率等都有不同程度的影響；pH=6.6