生物质能源树种生产液体燃料的技术研究

发布时间：2020-05-15 12:21

【摘要】：随着能源的匮乏以及环境的污染,以生物质能源树种为原料生产生物燃料丁醇成为各国学者关注的热点。生物质能源树种原料来源广泛,成本低,而且不与人争粮,有更加良好的发展前景。它是一种潜在的可再生生物质资源,而丁醇又是优于乙醇的极具潜力的新一代液体燃料。但是生物质结构致密,致使酶和微生物很难对其降解和利用,因而必须要对其进行预处理,才能实现高的酶解效率从而提高丁醇发酵产率。本文以桉树为原料,经过稀酸预处理、酶解和发酵,以木糖回收率、纤维素酶解率、总糖得率以及发酵总溶剂为评价指标,优化出最佳工艺方案。对可再生生物质能源树种替代不可再生的石油基原料来生产生物丁醇具有指导意义,展望了今后生物质能源树种生产的发展方向。最后得到以下结论:(1)通过响应面分析法对桉树的稀硫酸预处理工艺进行优化,以木糖回收率、纤维素酶解率、总糖得率为指标,考察了硫酸浓度、固液比、反应时间、温度对预处理效果的影响。实验结果表明,桉树在H2SO4浓度0.52%(w/w)、预处理温度168℃、时间27min的条件下预处理效果最好,此时木糖回收率为87.58%。随后在最佳预处理工艺下,研究了酶用量、时间对酶解的影响,得到最佳的酶解条件为:纤维素酶用量60 FPU/g干物质,酶解36 h,此时纤维素酶解率能达到90.82%、总糖得率为95.16%。(2)采用实验室保藏的拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii NCIMB 8052)为出发菌株,其中还原糖包括(葡萄糖、木糖及它们的混合糖)都可以被该菌株有效利用,从而进行丁醇发酵生产溶剂。以总溶剂产量为主要参考指标,确定了最佳发酵工艺条件:桉树水解液经脱毒处理后补充1.6%的玉米浆干粉,通过分批发酵使其产量达到了预期的效果,ABE总溶剂产量能够达到15.7 g/L,其中丁醇产量为11.9 g/L,还原糖几乎被菌株消耗殆尽,能够达到90%以上。
【学位授予单位】：大连工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK6;S792.39

【相似文献】