利用玉米秸秆发酵生产燃料乙醇的研究_图文

1、 第二章玉米秸秆稀硫酸预处理条件的研究表2-6。表2-6不同粒度秸秆的灰分含量Table2.6The Ash Content ofDifierent Particle Size垄坌笪里l堑21:!:丝i:!i:旦兰由表2-6可以看出,过40目的秸秆样中的灰分含量比其它3个试样都高。将玉米秸秆经30。C的蒸馏水水洗后粉碎筛分,测定各粒度在水解温度120。C、固形物含量10%的情况下的水解情况,结果过40目筛样的水解率稳定僮为19.8%。可能由于粒度减小,增大了玉米秸秆的比表面积,从而增大了I-Y与秸秆中各组分的作用几率,使水解率有所提高。测定介于20与40目之间秸秆样在120,硫酸浓度分别为O.

2、5%与1.O%,水解时间4h时固形物含量对水解率的影响,测定结果见表27。二必4030252015121085表27固形物含量对玉米秸秆水解率的影响硫酸浓度按表2.7测定结果作图(如图2-5。喜斟鞋苌嗣形物含量(%Content ofsolid substance(%图2-5图形糌畲量对水解率的影响Effect ofthe solid content on hydrolysis rateFig.25由图2-5可以看出:在固形物含量低于10%时,试验秸秆的水解率基本趋向稳定,固形物含量的增加对水解率基本没有影响t固形物含景从lO%增加到12%时,试验秸秆的水解率缓慢降低;圆形物含量从12%增加到

3、25%时,水解率迅速降低;在固形物含量从25%增加到40%时,水 LLJ小杠上业于阢删上千11L屺 图2-6未处理玉米秸秆样表面微细导管结构的SEM(×150Fig.2-6SEMphotoofminutevessel structureinnopretreatmentcom stalk surface(×1SO图2.7未处理玉米秸秆样表面结构的SEM(×300Fig.27SEM photoofstructureinnopretreatment corn stalk surface r×300图2-8未处理玉米秸秆样表面结构的SEM(×1.OkS

4、EM photo ofstructure in no pretreatment corn stalk surface r×1.OkFig.28 图2-9图2-10图2-9稀硫酸预处理玉米秸秆样外皮组织结构电镜图(×300Fig.29SEM photo ofcorn stalk shuck surface pretreated by dilute sulfuric acid(×300图2-10稀硫酸预处理玉米秸秆样外皮组织结构电镜图(×1.Okofcorn stalk shuck surface pretreated by dilute sulfuric

5、acid r×1Ok Fig.2-10SEM photo从图2-9与图2.10可以看出,稀硫酸预处理后的玉米秸秆基本结构 I十L1% 幽3-5图3-6图3-5纤维素酶直接酶解玉米秸秆的表面结构扫描电镜图(×300Fig.3-5SEM photo ofthe corn stalk surface treated directly by cellulase(×300图3-6纤维素酶直接酶解玉米秸秆的表面结构扫描电镜图(X1.Ok称取一定质量的稀硫酸预处理的玉米秸秆(已恒重,加10倍质量的0.05mol/L pH4.8醋酸一醋酸钠缓冲溶液,按401U/g玉米秸秆(滤纸酶

6、活计加入纤维素酶液,50恒温水浴中保温24h(最好采用高速搅拌方式以促进纤维素酶与作用底物的充分接触。100灭酶活(15min,冷却后,过滤,用30蒸馏水洗至pH呈中性后,70烘箱中烘12h至质量恒重。33uJ币"EEJ业干1%删_子世WJL中,及时去除产生的纤维二糖或高8.葡萄糖昔酶活性的纤维素酶进行酶解。图3.7图3-8图3-9图3.7稀硫酸预处理后进行酶解的玉米秸秆表面扫描电镜图(×300Fig。37SEM photo ofcorn stalk surface treated by sulfuric acid and ce|lulase(×300图3.8稀硫

7、酸预处理后进行酶解的玉米秸秆表面扫描电镜图(×1.OkFig3-8SEMphotoofcorn stalk surfacetreated by sulfuric acid and eellulase(×1.Ok图3-9稀硫酸预处理后进行酶解的玉米秸秆表面扫描电镜图(x4.OkFig.3-9SEM photo ofcorn stalk surface treated by sulfuric acid and cellulase(×4.Ok3.4本章小结由纤维素酶水解稀硫酸预处理玉米秸秆残渣试验可知,纤维素酶的最适用量为25IFPU/g#,最适水解温度为50,最佳水解

8、时间为24h,最适pH值为4.6。在纤维素酶水解预处理玉米秸秆的过程中,玉米秸秆中的纤维素与木质素对纤维素酶有很强的无效吸附作用,而且随着纤维素酶用量的增加,这种无效吸附作用逐渐增强。此外,水解生成的还原糖对纤维素酶也有一定的抑制作用,因此在利用酸酶结合法发酵玉米秸秆生产乙醇时常采用同时糖化发酵法【46l,达到既减少预处理后的玉米秸秆中纤维素与木质素对纤维素酶的无效吸附,又可减小还原糖对纤维素酶的抑制作用1751。 在分别以半乳糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖为唯一碳源的固体培养基上T02l能正常生长,由此确定菌株T02I能同化半乳糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖,不能同化棉子糖。4.4.5.5生孢子试验T021菌株在生孢子培养基上,28培养3d后显微镜下观察,如图4-4、4.5所示。 4.4.5.6糖类发酵试验在杜氏管中,可以观察到所筛选的菌株能很好的发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖,并且对半乳糖也有一定的发酵能力。4.4.5.7同化乙醇试验由试验可以清楚