【摘要】：隨著能源的匱乏以及環(huán)境的污染,以生物質(zhì)能源樹種為原料生產(chǎn)生物燃料丁醇成為各國學者關注的熱點。生物質(zhì)能源樹種原料來源廣泛,成本低,而且不與人爭糧,有更加良好的發(fā)展前景。它是一種潛在的可再生生物質(zhì)資源,而丁醇又是優(yōu)于乙醇的極具潛力的新一代液體燃料。但是生物質(zhì)結(jié)構致密,致使酶和微生物很難對其降解和利用,因而必須要對其進行預處理,才能實現(xiàn)高的酶解效率從而提高丁醇發(fā)酵產(chǎn)率。本文以桉樹為原料,經(jīng)過稀酸預處理、酶解和發(fā)酵,以木糖回收率、纖維素酶解率、總糖得率以及發(fā)酵總?cè)軇樵u價指標,優(yōu)化出最佳工藝方案。對可再生生物質(zhì)能源樹種替代不可再生的石油基原料來生產(chǎn)生物丁醇具有指導意義,展望了今后生物質(zhì)能源樹種生產(chǎn)的發(fā)展方向。最后得到以下結(jié)論:(1)通過響應面分析法對桉樹的稀硫酸預處理工藝進行優(yōu)化,以木糖回收率、纖維素酶解率、總糖得率為指標,考察了硫酸濃度、固液比、反應時間、溫度對預處理效果的影響。實驗結(jié)果表明,桉樹在H2SO4濃度0.52%(w/w)、預處理溫度168℃、時間27min的條件下預處理效果最好,此時木糖回收率為87.58%。隨后在最佳預處理工藝下,研究了酶用量、時間對酶解的影響,得到最佳的酶解條件為:纖維素酶用量60 FPU/g干物質(zhì),酶解36 h,此時纖維素酶解率能達到90.82%、總糖得率為95.16%。(2)采用實驗室保藏的拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii NCIMB 8052)為出發(fā)菌株,其中還原糖包括(葡萄糖、木糖及它們的混合糖)都可以被該菌株有效利用,從而進行丁醇發(fā)酵生產(chǎn)溶劑。以總?cè)軇┊a(chǎn)量為主要參考指標,確定了最佳發(fā)酵工藝條件:桉樹水解液經(jīng)脫毒處理后補充1.6%的玉米漿干粉,通過分批發(fā)酵使其產(chǎn)量達到了預期的效果,ABE總?cè)軇┊a(chǎn)量能夠達到15.7 g/L,其中丁醇產(chǎn)量為11.9 g/L,還原糖幾乎被菌株消耗殆盡,能夠達到90%以上。
【學位授予單位】：大連工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK6;S792.39

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本文編號：2665018