产氢梭菌T2利用五碳糖与六碳糖发酵产氢特性研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:money51
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
厌氧发酵制氢技术有着广阔的应用前景,然而在其实现工业化的进程中面临着如何提高系统的产氢效率和运行稳定性,降低生产成本等问题。针对高效率低成本的产氢底物,之前已经开展了大量研究。木质纤维素类物质来源广泛,储量巨大并且价格低廉,但直接利用产氢效率较低,需对其进行物理、化学或生物等方式的预处理,将木质纤维素转化为五碳糖与六碳糖而后发酵,这样便可大幅提高产氢效率。本文对产氢菌株T2利用五碳糖六碳糖的产氢特性进行了相应的试验研究,对有效地利用木质纤维素产氢,降低产氢成本,实现发酵法生物制氢工业化具有重要的理论与现实意义。  产氢效率与菌种质量直接相关,Clostridium hydrogeniproducens T2是梭菌属下的一个新种,是一株典型的中温产氢菌,本文以之作为产氢菌株,分析了在批式培养条件下,底物浓度与接种量对产氢菌株 T2产氢能力的影响,通过对产氢菌株T2的批式、补料与连续培养,考察了产氢菌株T2对葡萄糖与木糖的利用规律、生长情况及产氢特性。以玉米芯为产氢底物,对其进行三种方式的预处理,对预处理过滤物进一步分步酶解,探究了产氢菌株 T2利用玉米芯预处理液及酶解液的产氢特性。  以最佳的底物浓度60mmol/L,接种量10%为初始条件,通过对产氢菌株T2的批式培养,研究了分别以纯葡萄糖、混合糖(葡萄糖与木糖比例为3:1、1:1、1:3)、纯木糖为底物时的产氢特性。结果表明,产氢菌株T2可同步利用葡萄糖与木糖,但在以混合糖(葡萄糖与木糖比例分别为3:1与1:1)为底物时,葡萄糖对菌株利用木糖产生了明显的抑制作用,木糖的利用率仅为30%左右。  鉴于前人对酵母菌混合糖发酵的研究,补料培养可以解除酵母菌发酵时的葡萄糖抑制,本文进一步研究了在补料与连续培养条件下菌株T2的产氢特性。结果表明,在补料培养条件下,产氢菌株 T2对混合糖的利用更为彻底,总糖利用率为79.5%,较批式培养提高了27.7%。产氢菌株T2在连续培养条件下也具有同步代谢五碳糖与六碳糖的能力,且与批式培养相比获得了更高的比产氢速率与平均产氢速率,其比产氢速率分别为2.79mol-H2/mol-葡萄糖,2.7mol-H2/mol-混合糖,2.09mol-H2/mol-混合糖,1.79mol-H2/mol-木糖。  对玉米芯发酵产氢进行了相应的试验研究,首先测定了玉米芯的组成成分,而后采用酸化气爆、水溶液气爆及碱液浸泡三种方式对玉米芯进行预处理,对预处理液与过滤物的酶解液进行产氢发酵。结果表明,产氢菌株 T2具有高效利用玉米芯预处理液及酶解液的产氢的能力,采用酸化气爆预处理获得的糖化率最高为72%,相应的产氢量为124ml-H2/g-玉米芯,173.6ml-H2/g-还原糖;采用碱液浸泡预处理,糖化率为67%,但其产氢迟滞期长达11h,产氢速率较低。水溶液气爆预处理后,玉米芯的糖化率为59%,但其产氢量却很高,达到了159.3ml-H2/g-还原糖,采用这种处理方式,预处理及处理液的脱毒成本比较低,也是一种较好的预处理方式。
其他文献
青岛沐官岛海湾水库建设,是青岛市城市整体规划的重要项目之一。该水库的建成对青岛市重工业基地南移有着举足轻重的作用。然而,海湾水库的建设还有许多没有解决的科学问题。这
学位
本文通过对荣华二采区10
期刊
随着航空航天光电系统的发展,红外透明导电薄膜以其优异的导电性能和红外光学性能引起了科研工作者的广泛关注。在光电窗口表面增镀红外透明导电薄膜既可以使得前置探测器在探测红外信号的同时不受电磁波的干扰。然而,根据德鲁德自由电子理论可知,导电性能与宽波段透过性能是一对矛盾体,使得红外高透过和电磁屏蔽不能协调。因此,解决光电性能之间的矛盾显得尤为重要。本论文通过两步法,利用双靶磁控共溅射和高温高压反应釜制备
学位
矿渣微粉作为水泥混合材已经得到广泛应用,但由于其硫酸盐含量低(SO3含量约为1%),远低于普通硅酸盐水泥和复合水泥SO3含量上限3.5%,故矿渣与水泥复合使用时会降低复合胶凝材料中SO
城市道路工程涉及的内容非常庞杂,涵盖了路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、排水、防护、绿化、交通工程、机电等诸多内容,因此,在投入使用后,必须要科学进行养护管理,以延长其
储层的微观孔隙结构不仅决定着油气的运移、聚集,而且影响着油水分布、油气采收率。通过物性分析、扫描电镜、铸体薄片、高压压汞等技术对长8储层微观孔隙结构特征进行分析研
学位
随着我国公路交通行业不断发展,当今路桥工程数量也不断增多,为了能够应对软土路基问题,需要有效加强软土路基施工技术的研究,做好每项施工技术的应用,这样才能够保障路桥工
本文研究了溶胶-凝胶法制备锰锌铁氧体的基本工艺及其对软磁性能的影响。重点研究了不同PH值对Mn_0.2Zn_0.8Fe_2O_4铁氧体磁性的影响、Co掺杂对Mn_0.4Zn_0.6Fe_2O_4铁氧体性能的影响以及Mn_XZn_(1-X)Fe2O4系铁氧体的磁性。为了研究酸碱度对铁氧体磁性能的影响,制备了不同PH值(PH=2、3、4、5、6)的Mn_0.2Zn_0.8Fe_2O_4铁氧体,结果显示