蘆竹液氨-過氧化氫預處理的試驗研究.pdf

1、能源問題成為全球關注的焦點，生物乙醇已經(jīng)被視為替代石油的主要選擇路徑之一，其高效的轉(zhuǎn)化技術和潔凈利用日趨成熟，具有廣闊的應用前景。木質(zhì)纖維原料乙醇化主要包括預處理、酶水解、發(fā)酵等步驟。其中預處理是為了破壞木質(zhì)纖維結(jié)構，解除木質(zhì)素和半纖維素對纖維素的纏繞和包裹，以提高酶對原料的可及性與催化效率。
　　本文以能源植物蘆竹(Arundo donax.L)為研究對象，以液氨預處理(Liquidammonia treatment，LAT)和

2、液氨過氧化氫聯(lián)合預處理(Liquid ammonia treatment withhydrogen peroxide，LATH)為研究方法，在對LAT預處理響應曲面優(yōu)化的基礎上進行LATH聯(lián)合預處理及對比試驗研究。論文可為能源作物的預處理技術提供新的研究思路和理論基礎。
　　論文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)采用響應曲面法對蘆竹LAT預處理條件進行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)溫度和氨加載量對聚糖的轉(zhuǎn)化有顯著影響。在170℃，水加載量0.

3、82（g水:g干基），氨加載量5.0(g氨:g干基)處理9.57min，酶解72h后，葡聚糖和木聚糖轉(zhuǎn)化率達96.47％和83.72％;每1000g干基材料可獲得可發(fā)酵單糖538.12g，與未處理相比，單糖產(chǎn)量提高1.9倍。
　　(2)選取合理的LAT預處理條件（130℃、水加載量0.4、氨加載量2.0、駐留時間10min），研究H2O2加載量對蘆竹LATH預處理的影響，發(fā)現(xiàn)LATH預處理能有效提高葡聚糖和木聚糖的酶解率。HP(H

4、ydrogen peroxide treatment)、LAT、LATH預處理其總糖產(chǎn)量最大分別為241.12g、495.74g和536.77g，相較于未處理分別提高25.55％、158.13％和179.49％。LAT、LATH預處理具有一定的應用前景。
　　(3)采用SEM、XRD、FTIR分析蘆竹LATH預處理前后微觀形貌、結(jié)晶度及化學結(jié)構的改變。研究發(fā)現(xiàn):蘆竹經(jīng)LATH預處理后纖維結(jié)構遭到破壞，部分結(jié)晶區(qū)變?yōu)闊o定形區(qū)。LAT

5、H預處理打破了纖維素的氫鍵和木素碳水復合體的酯鍵連接，這些變化對酶水解有促進作用。
　　(4)在130℃，水加載量0.4，氨加載量2.0，駐留時間10min條件下，H2O2加載量0.5時，蘆竹和芒有最大酶解轉(zhuǎn)化率，而竹子是發(fā)生在H2O2加載量為1.0時。蘆竹、竹子和芒的預處理底物經(jīng)72h酶解后，每1000g干基可獲得總糖產(chǎn)量分別為536.77g、386.26g、550.15g，分別是未處理的2.58、4.25、3.44倍。LATH