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《长春工业大学》 2010年
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玉米秸秆水解发酵制乙醇过程研究

曾庆梅  
【摘要】:能源是人类文明的先决条件,是经济增长和社会发展的重要物质基础。发酵法生产的燃料乙醇作为一种可再生的清洁能源,已经引起了世界各国的高度重视,缓解了石油资源短缺的问题,减轻了对进口石油的依赖程度。传统的乙醇发酵工业主要以玉米、小麦等粮食淀粉或甘蔗汁为原料,但其原料成本高达总成本的40%。在我国利用甘蔗等糖料作物生产的燃料乙醇也将受到土地资源和原料成本的限制而无法大规模推广。纤维质原料是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。采用适宜技术将它们水解成可发酵性糖,进一步发酵生产乙醇,有可能改变传统的生产方式,同时也是减少环境污染一种有效方法。这样可以避免在田间焚烧的大量秸秆带来的大气污染和生态环境的破坏,缓解能源危机,对我国经济和社会的可持续发展具有十分重大的意义。 纤维素水解是秸秆中的木质纤维素生产乙醇过程中的关键一步。木质纤维素是由纤维素、半纤维素和木质素相互连接而形成的严密网状结构。纤维素是由葡萄糖残基通过β-1,4糖苷键联接而成的线性长链高分子聚合物。结晶纤维素对于水解的抵抗性很强,同时木质素也阻碍着水解作用,并产生对后续发酵有毒性的产物,所以去除木质素,打开纤维素的结晶结构就成为了木质纤维素水解的关键。 稀酸水解法是目前水解木质纤维素最常用的方法,这种方法的水解程度较高,并且经济实用,也是目前研究较多的纤维素水解方法。本文通过单因素试验及正交试验确定了稀硫酸水解条件下的最佳试验条件为水解温度110℃,水解时间1.5h,料液比为1:10,硫酸浓度3%。并在此最佳试验条件的基础上添加了有机酸或金属盐离子来提高稀硫酸的水解效果,实验研究表明一些金属盐离子和有机酸对水解有一定的催化作用,使还原糖得率提高了6.7%,而某些盐离子有抑制作用。采用了活性炭、有机溶剂萃取、蒸发浓缩、原位脱毒、过碱化处理等脱毒方法,脱毒后的水解液添加一定量的营养盐和氮源等后接种酿酒酵母和假丝酵母进行混合发酵,并最终的从酒精产量评价脱毒效果。 从霉变的玉米秸秆上分离出了一株降解纤维素的霉菌,并对该霉菌进行培养。考察了纤维素霉的生长情况及纤维素产酶性能。
【学位授予单位】:长春工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ223.122

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王凤荣;豆渣多糖的水解及发酵制备乙醇的研究[D];东北农业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 王春燕;刘四新;徐行军;陈涛涛;;稀酸预处理对产紫青霉HBZ003降解蔗渣的影响[A];饲用酶制剂开发与应用技术交流研讨会论文集[C];2010年
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9 吴昊;解生权;韩晓颖;;纤维素生产燃料乙醇技术概述[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
10 孟巨光;秦昌晃;李山英;;新型两性聚丙烯酰胺型纸张增强剂的制备研究[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 袁久刚;离子液体—蛋白酶处理对羊毛表面性能的影响[D];江南大学;2010年
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8 杨雪薇;木质纤维素大分子白腐菌改性机制及热解性质研究[D];华中科技大学;2011年
9 阮奇城;红麻骨纤维质转化燃料乙醇的关键技术研究[D];福建农林大学;2011年
10 彭文才;农作物秸秆水热液化过程及机理的研究[D];华东理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 杨森;热带地区连续培养亮斑扁角水虻(Hermetia illucens L.)和生物转化猪粪研究[D];华中农业大学;2010年
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9 赵何;碎玉米秸秆卷压特性的研究[D];山东农业大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 吕秀阳,迫田章义,铃木基之;纤维素在近临界水中的分解动力学和产物分布[J];化工学报;2001年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 梁凌云;秸秆热化学液化工艺和机理的研究[D];中国农业大学;2005年
2 庄新姝;生物质超低酸水解制取燃料乙醇的研究[D];浙江大学;2005年
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7 吴方卫;张锦华;许庆;;中国生物燃料乙醇产业的发展能缓解能源安全吗?——基于石油价格传递模型的理论与实证研究[A];2008年度上海市社会科学界第六届学术年会文集(经济·管理学科卷)[C];2008年
8 张锦华;;资源禀赋、安全约束与路径选择——以燃料乙醇为例的生物质能源发展的国际比较与中国策略[A];上海市经济学会学术年刊(2007)[C];2008年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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7 刘铮;“玉米制乙醇”冒进,发改委踩刹车[N];新华每日电讯;2006年
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9 王鹏;燃料乙醇企业选择“三突围”[N];中国化工报;2007年
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4 王瑞明;燃料乙醇固态发酵生产工艺的研究[D];天津科技大学;2002年
5 宋安东;生物质(秸秆)纤维燃料乙醇生产工艺试验研究[D];河南农业大学;2004年
6 麻越佳;稻壳制备燃料乙醇及综合利用[D];吉林大学;2011年
7 张雯;以木质纤维素为原料的燃料乙醇生产工艺及废水零排放技术研究[D];北京化工大学;2011年
8 刘海臣;稻草秸秆同步糖化发酵制备纤维素乙醇的研究[D];中国矿业大学;2010年
9 李胜;生物质燃料乙醇企业循环经济模式研究[D];中国农业大学;2005年
10 王晓娟;生物质制备燃料乙醇预处理新技术研究[D];大连理工大学;2011年
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1 郑颖洁;发酵稻草秸秆产燃料乙醇研究[D];南昌大学;2010年
2 曾凡洲;玉米秸秆水解液发酵制取燃料乙醇的研究[D];中国林业科学研究院;2010年
3 刘晓非;吉林燃料乙醇项目后评价研究[D];吉林大学;2010年
4 宋佳鸣;生物质能源技术与经济政策研究[D];合肥工业大学;2009年
5 梁靓;生物质能源的成本分析[D];南京林业大学;2008年
6 朱作华;芭蕉芋燃料乙醇固态发酵工艺技术研究[D];贵州大学;2007年
7 邱慧哲;产业层次循环经济实例研究[D];吉林大学;2007年
8 傅朝霞;年产10万吨燃料乙醇项目创业方案[D];四川大学;2007年
9 赵淑芳;燃料乙醇分离工艺的流程模拟及换热网络的最优综合[D];天津大学;2006年
10 张艳;纤维素酶系协同作用实验及重组酵母的同步糖化发酵[D];辽宁师范大学;2007年
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