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《中国科学院研究生院(西双版纳热带植物园)》 2007年
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不同预处理方法对紫茎泽兰和飞机草纤维素酶解性能影响的初步研究

张黎华  
【摘要】: 紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)和飞机草(Chromolaena odorata)是两种在热带和亚热带地区广泛分布的恶性入侵杂草,严重影响入侵地区农林牧业生产,并威胁到本土植物的生长和生物多样性资源,恶化环境。为有效利用这两种杂草,实现利用与防治相结合,结合当前生物能源蓬勃发展的趋势,本论文初步探讨了将这两种杂草用做纤维乙醇生产原料的可行性,重点从预处理的角度来研究不同预处理方法对这两种原料酶解性能的影响,为进一步将其用于生产燃料乙醇或其他产品提供基础。 首先,采用非木质造纸原料成分分析法,测定了紫茎泽兰/飞机草茎干中纤维素、综纤维素和木素的含量,分别为37.14 %/37.72 %、66.22 %/71.55 %和16.42 %/0.74 %,与许多非木质纤维原料,如玉米秆和麦草具有较大相似性,因此,紫茎泽兰和飞机草茎干具有作为生物质能源原料的潜力。 其次,考察了不同预处理方法对这两种杂草酶解性能的影响。酸处理(H_2SO_4)可以通过水解半纤维素而得到较高的还原糖得率,在8:1的液固比下,紫茎泽兰和飞机草的最优稀酸预处理条件相同,为:温度120℃,时间120 min,H_2SO_4浓度1 %,相应还原糖得率分别为32.89 %和25.96 %。碱预处理(NaOH)可以通过脱除木素而提高原料的酶解性能,在NaOH用量10 %、液固比6:1、温度110℃、时间120 min的条件下处理紫茎泽兰,72 h酶解纤维素转化率达到18.5 %,而飞机草的最大酶解纤维素转化率则较低(10 %)。经过氧乙酸(PAA)预处理的紫茎泽兰和飞机草,木素得到更有效的脱除,从而显著提高二者的酶解纤维素转化率,PAA预处理紫茎泽兰的最优条件是:温度90℃,时间90 min,PAA用量40 %,液固比4:1,此时紫茎泽兰72 h酶解纤维素转化率可达38 %。而PAA预处理飞机草的最优条件为:温度90℃,时间60 min,PAA用量50 %,液固比5:1,此条件下处理的飞机草72 h酶解纤维素转化率可达28 %。 利用紫茎泽兰和飞机草生长迅速、分布广泛、每公顷可收获的生物量大等特性,将其作为生产燃料乙醇等的生物质能源原料,这对入侵地区的生态和经济都将会有很深远的意义。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(西双版纳热带植物园)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S451

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【引证文献】
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