兩步預處理及酶水解玉米秸稈制備單糖的實驗研究.pdf

1、木質纖維素是地球上最豐富的可再生清潔能源，農作物（玉米、小麥和甘蔗等）和林木資源中均含有大量的木質纖維素。木質纖維素可以通過生物或化學方法轉化為單糖，進而在糖平臺的基礎上制備燃料乙醇及其他化學品。一直以來，木質纖維素的轉化利用技術都受到國內外學者的關注，通過酶水解把木質纖維素轉化為生物質液體燃料和化學品的方法被廣泛的研究。由于木質纖維素的結構復雜，在酶水解前必須對木質纖維素進行預處理。
　　本課題研發(fā)了以玉米秸稈為原料的兩步高效預

2、處理技術，所做的實驗研究如下:
　　1.氨醇預處理玉米秸稈在氨水中添加少量乙醇對玉米秸稈進行預處理，然后進行酶水解。研究發(fā)現，氨醇預處理可以有效地脫除木質素，提高酶水解的糖收率;與氨水預處理相比，乙醇的加入略微提高了木聚糖的收率。以木質素的最佳脫除效果為標準進行系列實驗，確定了較佳的預處理反應條件:反應時間t=20 min，液固比L∶S=6∶1，反應溫度T=120℃，醇氨體積比V乙醇∶V氨水=1∶5。
　　2.稀鹽酸和氨水兩

3、步預處理玉米秸稈首先，用稀鹽酸水解玉米秸稈以最大程度上回收木聚糖;然后利用氨水來進一步改變木質纖維素的結構，擴大纖維素的比表面積，提高酶解效率。通過研究酶用量、液固比、反應時間、反應溫度對糖收率的影響，確定了酸堿兩步預處理的最佳條件。研究發(fā)現，在酸解溫110℃、酸解時間40 min、氨預處理溫度130℃、酶用量15 FPU、酶水解時間72小時的條件下，經過兩步預處理和酶解實驗，葡聚糖和木聚糖的收率最高，分別達到了83.2％和97.1％。

4、
　　3.高溫液相水耦合濕法打磨預處理玉米秸稈利用高溫液相水對玉米秸稈進行預處理，然后對預處理后的原料進行打磨，打磨之后進行酶水解。研究表明，高溫液態(tài)水預處理可以破壞原料的內部結構，提高酶水解效率，打磨后的原料更有利于酶解;與未打磨的原料相比，在較低反應溫度、較短反應時間和較低的酶用量時，打磨可以顯著提高酶水解的糖收率。實驗結果表明，玉米秸稈在200℃、40 min高溫液相水預處理和15min濕法打磨后，經15 FPU/g的纖維素