稀硫酸预处理碱蓬制木糖联产乙醇研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:ty_142857
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碱蓬是生长于盐碱荒滩的一年生草本植物,目前广泛应用于食品加工、食用油、饲料等方面,其植株葡聚糖含量为31.12%,木聚糖含量为24.91%,用其制木糖联产乙醇前景广阔。   本文对稀硫酸预处理碱蓬工艺进行了研究。首先利用单因素实验方法对常规稀硫酸预处理碱蓬工艺进行了优化,考察因素为硫酸浓度、液固比、预处理时间,得到最佳条件:硫酸浓度2.6%,液固比为8,预处理时间50min,温度125℃。在此条件下,预处理过程木糖收率为18.48%(以原料计),酶解过程葡萄糖收率为25.49%(以原料计)。   微波辅助技术是近年来生物质预处理技术的研究热点,可以有效改进木质纤维素原料的预处理效果。为了进一步提高木糖收率和葡萄糖收率,本研究利用微波辅助稀硫酸预处理碱蓬。对微波辅助稀硫酸预处理碱蓬工艺进行了单因素优化实验,得出最佳条件:硫酸浓度1.9%,液固比为8,预处理时间20min,温度145℃。在此条件下,木糖收率为17.23%(以原料计),酶解葡萄糖收率为32.01%(以原料计),将此结果与常规稀硫酸预处理碱蓬结果进行对比,发现微波辅助可以降低预处理的酸浓度,减少时间,虽然木糖收率稍有降低,但是葡萄糖收率有很大程度的提高,提高了20.3%。   采用响应面优化实验方法中的中心组合设计(CCD)对微波辅助稀硫酸预处理碱蓬制木糖进行了优化实验,以期得出更精确的优化条件。最佳条件为:硫酸浓度1.90%,液固比7.97,预处理时间20.56min,温度129.70℃。在最优条件下木糖收率为19.24%(以原料计),与单因素实验得出的最优条件下木糖收率相比,提高了10.4%。   此外,对碱蓬原料及预处理后木糖渣进行了组分和结构分析,研究了硫酸对碱蓬组分及结构的影响,从而解释了预处理条件对木糖收率和葡萄糖收率的影响。   本研究对以碱蓬为原料在纤维素乙醇研究中的应用进行了探索,研究结果表明以碱蓬作为原料联产乙醇和木糖是可行的。
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