本文選題：微波輔助酸處理 + 超聲波輔助酶解��； 參考：《沈陽農(nóng)業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：輔助預處理技術耦合的技術手段提高生物質糖化效果是近年來的熱點領域,研究各輔助預處理方法對玉米秸稈組分和結構特性的影響以及提高糖化效果的機理,提高木質纖維素原料的綜合利用效率是生物質能利用的關鍵問題。本文綜合運用超景深顯微鏡、傅立葉變換紅外光譜、X射線衍射和熱重分析等分析手段,以微波輔助稀酸水解玉米秸稈為基礎,并對水解后產(chǎn)物進行超聲波輔助酶解,探究輔助預處理對玉米秸稈原料特性及組分溶出規(guī)律的影響,優(yōu)化微波輔助酸水解和超聲波輔助酶解工藝參數(shù),在提高玉米秸稈糖化效果方面做了有益探索。為研究微波輔助酸處理對玉米秸稈組分和結構的影響,本文對玉米秸稈進行微波輔助酸處理,結果表明還原糖得率高于酸處理和微波處理,微波和硫酸質量分數(shù)對玉米秸稈水解糖化的影響存在交互作用,微波輔助酸處理能有效提高玉米秸稈水解糖化效果。玉米秸稈經(jīng)過微波輔助酸處理后表面硅質層被破壞,表面粗糙度增加,有大量空穴產(chǎn)生,纖維結構有裂痕,出現(xiàn)明顯的網(wǎng)孔結構。纖維素超分子鏈結構斷裂,β-D-糖苷鍵斷裂,大量羥基基團降解,半纖維素降解充分,木聚糖降解生成木糖;纖維素和木質素部分降解,纖維素的抗降解屏障減弱。纖維素相對結晶度增加,復雜晶體結構發(fā)生變化,表面硅質層被降解。為得到微波輔助酸處理玉米秸稈工藝,在前期研究基礎上,以微波功率、反應時間和酸濃度為自變量,以結晶度和還原糖為響應值設計中心組合設計實驗,建立回歸分析并進行顯著性檢驗。所得回歸模型的極顯著且不失擬。在微波功率為540～900W、反應時間為15～20min及酸濃度在1～2%的條件下,對還原糖得率影響的順序為硫酸濃度反應時間微波功率。利用軟件優(yōu)化回歸方程確定最佳處理條件為:微波功率為900W,反應時間20min和酸濃度為2%。本文對經(jīng)過微波輔助酸處理后的玉米秸稈進行超聲波輔助酶解研究,通過單因素實驗分別對固液比、酶解時間、加酶量、超聲功率和超聲時間五個因素進行了效應分析。結果表明五個因素對玉米秸稈酶解效果影響的主次順序為超聲處理時間酶解時間固液比超聲波功率加酶量。各因素選取的合理水平分別為固液比1:10～1:20、酶解時間60～72h、加酶量為50U/g、超聲波處理功率為300W、超聲波處理時間為20～30min。與此同時對超聲波輔助酶解工藝條件進行優(yōu)化,選取對影響還原糖得率的酶解時間(A)、固液比(B)和超聲處理時間(C)3個關鍵因素進行分析,還原糖得率與3個因素之間的函數(shù)關系更接近于二次多項式模型。對軟件分析得到的模型進行方差分析,擬合模型顯著。模型的一次項B顯著,A和C極顯著;二次項B2和C2極顯著,A2顯著,交互項BC極顯著,其他項均不顯著。對所得模型方程的回歸系數(shù)進行顯著性檢驗,結果表明影響因素均與還原糖得率呈正相關。通過分析得到超聲輔助酶解最優(yōu)條件為:超聲處理時間為38.94min,固液比為1:20.57,酶解時間為70.04h,模型預測該條件下還原糖得率為375.4mg/g。經(jīng)過模型驗證試驗,試驗所測實際值和預測值的相對誤差均小于1%。
[Abstract]:Microwave - assisted acid treatment was used to study the effect of microwave - assisted acid treatment on the hydrolysis and saccharification of maize straw . The results showed that the yield of cellulose was higher than that of acid treatment and microwave treatment . The ultrasonic treatment time was 20 锝，

本文編號：1934081