秸秆的化学预处理技术与微生物降解条件探索

【摘要】：本研究利用化学试剂对玉米秸秆进行预处理,以脱除木质素,提高组分内纤维素含量,从而更好的利用纤维素降解菌群对秸秆纤维素进行生物降解。通过化学预处理试验发现稀NaOH溶液比稀H_2SO_4溶液有更好的秸秆预处理效果。 浓度3%的稀NaOH溶液,固液比1:20,温度108~115℃条件下处理40目玉米秸秆1h,纤维素含量达到69.2%,纤维素提升率为105.71%,木质素脱除率为94.7%。浓度4%的稀NaOH溶液,固液比1:20,温度115~121℃下处理处理60目玉米秸秆1h,纤维素含量为64.71% ,纤维素提升率为109.08%,木质素脱除率为83.66%。 化学预处理试验筛选出的纤维素含量提升率最高试验组预处理后秸秆进入接下来的秸秆纤维素菌群降解试验。通过菌群降解秸秆纤维素产糖试验得出结论: 对于40目预处理后秸秆,在25ml-6%体系中接入5#菌群于30℃下降解到第四天,体系内还原性葡萄糖量有最高值,此时产糖率为22.690 mg·g~(-1);同温度同体系下,接入6#菌群,到第四天时体系内糖量有最高值,此时产糖率为26.563 mg·g~(-1)。 对于60目预处理后秸秆,在25ml-6%体系中接入5#菌群于30℃下降解到第六天,体系内还原性葡萄糖量有最高值,此时产糖率为30. 935 mg·g~(-1);同温度25ml-6%体系下,接入6#菌群,到第二天时体系内糖量有最高值,此时产糖率为30.028 mg·g~(-1)。 在40目秸秆纤维素降解产糖试验中6#菌群降解活性强于5#菌群,而在60目降解试验时情况相反,但两菌群的最适降解温度均为30℃。 【关键词】：化学预处理 菌群 产糖率
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X172
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-12
• 1.1.1 生物质能源概述10-11
• 1.1.2 秸秆资源的利用现状11-12
• 1.2 秸秆的预处理12-15
• 1.2.1 秸秆预处理的作用12
• 1.2.2 秸秆预处理的方法12-15
• 1.3 纤维素降解菌群降解秸秆纤维素的研究15-16
• 1.3.1 微生物降解纤维素机理15
• 1.3.2 纤维素降解菌群15-16
• 1.4 研究内容和技术路线16-17
• 1.4.1 研究内容16
• 1.4.2 技术路线16-17
• 第二章 秸秆化学法预处理试验17-30
• 2.1 试验材料与方法17-20
• 2.1.1 原料17
• 2.1.2 化学预处理试剂17
• 2.1.3 仪器设备17-18
• 2.1.4 化学预处理试验设计与操作方法18-19
• 2.1.5 秸秆三素含量的测定方法19-20
• 2.2 40 目秸秆化学预处理试验结果与分析20-23
• 2.2.1 40 目秸秆稀H_2O_4 溶液预处理效果20-21
• 2.2.2 40 目秸秆稀NaOH 溶液预处理效果21-23
• 2.2.3 小结23
• 2.3 60 目秸秆稀NaOH 溶液预处理试验结果与分析23-26
• 2.3.1 60 目秸秆稀NaOH 溶液预处理试验23-24
• 2.3.2 60 目秸秆稀NaOH 溶液预处理效果24-26
• 2.4 秸秆预处理前后木质成分结构分析26-29
• 2.4.1 40 目秸秆化学预处理前后木质成分结构的扫描电镜分析26-28
• 2.4.2 60 目秸秆化学预处理前后木质成分结构的扫描电镜分析28-29
• 2.5 化学法预处理试验小结29-30
• 第三章 菌群降解未处理秸秆还原性葡萄糖量变化趋势30-39
• 3.1 试验材料与方法30-32
• 3.1.1 菌群30
• 3.1.2 液态培养基30-31
• 3.1.3 试剂31
• 3.1.4 试验仪器31
• 3.1.5 菌群降解试验设计31-32
• 3.1.6 还原性葡萄糖降解率的计算方法32
• 3.2 菌群降解40 目未处理秸秆液体培养基中葡萄糖量变化情况32-36
• 3.2.1 同温度不同降解菌群降解条件下降解液中还原性葡萄糖量变化32-35
• 3.2.2 同降解菌群条件下不同降解体系中还原性葡萄糖量变化35-36
• 3.3 菌群降解60 目未处理秸秆液体培养基中葡萄糖量变化情况36-39
• 3.3.1 同温度不同降解菌群条件下降解液中还原性葡萄糖量变化36-38
• 3.3.2 同降解菌群条件下不同降解体系中还原性葡萄糖量变化38-39
• 第四章 化学预处理后秸秆作为碳源的菌群降解试验条件探索39-50
• 4.1 试验材料与方法39-41
• 4.1.1 菌群39
• 4.1.2 降解秸秆纤维素产糖液态培养基39-40
• 4.1.3 试验方法40
• 4.1.4 菌群降解秸秆纤维素产糖率的计算方法40-41
• 4.2 40 目预处理后秸秆菌群降解产糖试验结果分析41-45
• 4.2.1 同温度不同降解菌群条件下降解液中还原性葡萄糖量变化41-44
• 4.2.2 同降解菌群不同降解体系中还原性葡萄糖量变化44-45
• 4.3 60 目预处理后秸秆菌群降解产糖试验结果分析45-50
• 4.3.1 同温度不同降解菌群条件下降解液中还原性葡萄糖量变化45-48
• 4.3.2 同降解菌群不同降解体系中还原性葡萄糖量变化48-50
• 第五章 结论与展望50-54
• 5.1 结论50-53
• 5.1.1 秸秆化学预处理试验结论50-51
• 5.1.2 微生物菌群降解秸秆试验结论51-52
• 5.1.3 总结52-53
• 5.2 展望53-54
• 参考文献54-57
• 发表论文和科研情况说明57-58
• 致谢58-59

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