论文部分内容阅读
王草是C4植物,具有植株高大、生长速度快、高生物质产量、多年生等特点,是我国产量最高的热带牧草,因此以王草为原料制取生物燃料乙醇具有巨大的潜力。在利用王草木质纤维原料生成乙醇的过程中,最重要是将高度结晶度和难溶性木质纤维素降解为糖类,再经微生物的发酵作用制取燃料乙醇。本论文以热研4号王草(Pennisetum purpureum×P. typhoideum cv. Reyan No.4)为原料,对化学法降解、生物法降解及综合法降解工艺进行了研究,选择适宜的反应条件获得最大还原糖产量,并与麦秆和甘蔗渣进行比较,以期为后续戊糖、己糖发酵制取燃料乙醇提供基础和依据。试验结果总结如下:1、以还原糖得率作为指标,研究了酸浓度(v/v)、时间、固液比(g/mL)、温度对还原糖得率的影响。在单因素实验的基础上通过二次通用旋转组合试验设计建立了稀硫酸最佳处理工艺,获得了稀硫酸最佳处理工艺参数为:稀硫酸浓度3%,水解温度117℃,水解时间15 min;最佳工艺条件下的还原糖得率分别为王草33.08%;甘蔗渣31.98%;麦秆28.56%。2、研究了含不同原料(王草、麦秆、甘蔗渣)的混合发酵培养基中木霉菌(Trichoderma sp.)的诱变菌株H28、赭绿青霉(Penicillium ochro-chloron) SP1、粗毛栓菌(Trametes gallica sp.)的诱变菌株T906分别产纤维素酶、木聚糖酶和漆酶的情况。结果表明,菌株H28和SP1都能较好利用王草产酶,其中H28产羧甲基纤维素酶的最高酶活为80.91U/mL, SP1产木聚糖酶的最高酶活为104.36U/mL。菌株T906能较好利用麦秆产漆酶,其漆酶活力在第1ld达到24118.52 U/L。而三株菌对甘蔗渣的利用效果不好,酶活不高。根据在混合发酵培养基中,酶活力随时间的变化规律,确定三菌混合糖化的最佳时间。结果表明,单独培养8d的T906与单独培养4d的H28、SP1混合,对原料的糖化效率最高,分别为:王草5.85%;麦秆5.44%;甘蔗渣3.60%。3、利用H28所产的纤维素酶对稀硫酸处理后的三种样品进行水解,测定了水解后的还原糖含量并计算糖化效率。结果表明,对三种底物进行水解的最适条件为:纤维素酶使用量15 U/g底物,于50-C,酶解72 h。在此条件下,底物酶水解得率分别为:麦秆29.47%;王草17.64%;甘蔗渣15.39%。