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《湖南大学》 2018年
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~(60)Co-γ辐照预处理玉米秸秆制备乙醇的研究

郭栋豪  
【摘要】:本文对玉米秸秆制备燃料乙醇的预处理、脱毒、酶解糖化以及发酵工艺优化等做了较为系统的研究,建立了辐照玉米秸秆同步糖化发酵乙醇工艺。为利用玉米秸秆制备乙醇的基础理论研究提供了探索方向和参考数据,对玉米秸秆燃料乙醇产业化具有经济价值。首先,研究了辐照与粉碎对玉米秸秆酶解转化率的影响,结果表明,随着辐照剂量提高,玉米秸秆粉碎后小颗粒样品所占比重逐渐增加,0、400、800 kGy辐照处理的玉米秸秆在相同条件下粉碎获得粒径r0.075 mm颗粒的比重依次为15.03%、53.22%、63.09%;0、400 kGy辐照剂量处理玉米秸秆的酶解葡聚糖转化率随粒径的减小而显著提高,且辐照与粉碎对玉米秸秆酶解葡聚糖转化率具有协同作用;800 kGy处理的不同粒径玉米秸秆酶解葡聚糖转化率差异不明显,且辐照与粉碎无协同作用;0~1000 kGy辐照处理后,玉米秸秆酶解转化率随辐照剂量增大而提高,800 kGy与1000 kGy转化率无显著差异。其次,考察了3种脱毒处理对辐照后玉米秸秆抑制物含量及同步糖化发酵的影响。结果表明,脱毒处理效果明显,不同脱毒处理乙醇转化率由高到低顺序依次为:NaBH_4处理(73.56%)、Ca(OH)_2处理(70.79%)、水洗(66.68%),均显著高于未经脱毒处理的乙醇转化率(55.99%),脱毒对提高同步糖化发酵乙醇转化率具有显著作用。对5种乙醇发酵工艺做了研究,乙醇转化率由高到低依次为:同步糖化发酵(55.99%)、分步糖化发酵(42.60%)、变温同步糖化发酵(42.00%)、半同步糖化发酵(39.66%)、分批补料半同步糖化发酵(35.54%)。因此,发酵工艺采用同步糖化发酵。最后,采用响应面法优化得到辐照玉米秸秆同步糖化发酵乙醇最佳工艺条件:加酶量1.74 mL/g绝干样品、发酵时间72 h、发酵温度37℃、接种量16.64%、固体含量5.64%,此条件下乙醇转化率可达71.35%,与模型理论预测值73.11%偏差较小,说明响应面法优化模型有效可靠。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TQ223.122

【参考文献】
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