预处理对麦草茎叶化学成分及酶水解性能的影响开题报告

 2021-09-01 21:49:35

1. 研究目的与意义

当前能源危机日益严重,寻找可再生能源趋势明显。生物乙醇以其经济、环保、实用、可再生等优势成为替代传统能源的焦点新能源。

木质纤维素原料作为丰富而廉价的可再生资源,已经逐渐成为制取生物乙醇的有效途径。虽然此种方法具有来源安全,石化燃料投入少等优点,但是它的发展仍然受到了经济效益和技术障碍的影响。

在此种生产流程中,预处理过程是生物质制备乙醇商业化的关键步骤,通过对麦草使用不同温度和用碱量预处理及酶水解性能的比较,在此基础上提出合适的预处理工艺,为利用农业秸秆生产纤维素乙醇提供新的预处理技术。并通过科技工作者的不停努力和完善,推动生物乙醇的产业化进程加速发展,实现低成本、高产量的生物乙醇生产工艺。

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2. 国内外研究现状分析

迄今为止,全世界已经有几十套纤维质原料经纤维素酶水解成单糖的中试生产线或小试生产线,大部分是以乙醇为最终主产品。
1 美国纤维质燃料乙醇工业发展现状

  美国用纤维素制乙醇的技术开发较早,1999年能源部计划到2015年把燃料乙醇的成本降低36 %,在这个目标的基础上又拟定了以下的开发方向:①通过转基因技术的研发,使纤维素酶酵母的活性比现有水平高10倍以上;②完善同步糖化发酵法(ssf)和同步糖化共酵法(sscf,即糖化和c5,c6糖共同发酵)技术;③通过纤维素直接发酵菌的育种以开发直接发酵法(dmc)。

 2日本纤维质燃料乙醇工业化发展现状

在建设废材再生法的推动下,日本国内有不少企业开展了利用废木屑生产燃料乙醇的技术开发,其中以日本食粮公司发明的方法别具特色。该法先将废木材破碎为数毫米的碎片,再用臭氧处理,然后放入自行开发的酵素,将木材中的纤维素和半纤维素加水分解为葡萄糖、木糖,最后经酵母菌发酵生产乙醇。该项目已于2003年5月投资5亿日元建成工试,目前日产乙醇2.5 t。试成后拟建200 t/d商用装置,成本目标为25日元/l,将低于美国现有水平。

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3. 研究的基本内容与计划

1、以麦草为原料,在不同温度和不同碳酸钠用量,分别对其进行预处理。

2、研究不同预处理条件(碳酸钠用量、预处理温度、预处理时间等)对麦草得率及其主要化学成分(木质素、高聚糖、有机溶剂提取物和灰分)含量的影响。

3、以不同的酶用量处理碳酸钠预处理后的原料,测定酶水解后各还原糖的含量并计算转化率,评价预处理对麦草酶解糖化的影响。

4、在上述研究的基础上提出合适的预处理工艺,为利用农业秸秆生产纤维素乙醇提供新的预处理技术。

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4. 研究创新点

本论文的主要创新点在于不同预处理方法协同处理非木材原料的方法未见有相关报道,其难点也在于没有相关的资料可供参考,此外,实验过程及确定最佳试验工艺条件存在一定难度。

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