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纖維素酶水解廢紙畢業論文(編輯修改稿)

2025-08-23 12:49 本頁面

　

【文章內容簡介】因技術，使產纖維素酶酵母的活性比現有水平提高10倍以上；完善同步糖化發酵法（SSF）和并行糖化共發酵法（SSCF，即糖化和五碳糖、六碳糖共發酵）的技術；選育纖維素直接發酵菌菌種，用以開發直接發酵法（DMC）。1999年，美國可再生能源研究所和有關開發企業的關鍵的發酵技術已達到相當高的水平，但尚存在一些問題。當時，用玉米秸桿降解的糖化液中糖的濃度可達12%～20%。發酵液中乙醇的濃度可達6%～10%，其中用酵母對糖蜜發酵，間歇式工藝所產的乙醇的濃度為12%～13%，而連續式工藝僅8%～11%。美國政府曾規劃在2001～2003年期間利用稻殼、甘蔗渣、生活有機垃圾、林業廢物等以纖維素為主的生物質為原料，建設6個年產50000～76000KL的燃料乙醇工廠。但以纖維素制乙醇的工業規模技術一直未達到成熟，而以玉米生產燃料乙醇的技術已充分成熟、原料充裕，增產較容易，故美國有關纖維素發酵生產燃料乙醇的工藝研發有所停頓。日本政府積極促進秸桿纖維素制乙醇技術的發展，通過新能源產業技術綜合開發機構（NEDC）委托，以日本酒精協會為主的各有關企業進行為期5年的開發，經費全部由政府補助，采取以企業為主，有關大學積極參與的方針，日本建立了較完善的與秸桿纖維素燃料乙醇相關的研發體系：日本酒精協會負責項目的綜合調整和工藝系統的最優化研究；日揮公司負責前處理糖化和發酵技術開發，其中有關發酵技術和纖維素酶育種委托大阪府大學、長岡科技大學、京都大學、神戶大學工學院、熊本大學工學院和鳥取大學等大學進行專題研究；關西油漆公司進行凝集性酵母滴蟲的技術開發；NRI公司開發乙醇膜脫水技術，由靜岡大學評價脫水膜的特性；由德國產業技術綜合研究所進行發酵液中乙醇的膜分離技術的開發。綜上所述，由于燃料酒精的應用可以帶來巨大的經濟、社會和環境效應，所以世界各國對它已有了不同程度的研究和應用。隨著現代生物技術與工程技術的不斷發展，高產菌株的獲取越來越簡單，發酵工藝也得到不斷改進，這些都為燃料酒精的大規模生產提供了技術保證。隨著燃料酒精的研究領域和應用范圍不斷擴展，燃料酒精在可再生燃料市場中將占主要地位[19,20]。紙中纖維素的含量很高，比稻殼，花生殼等材料的含量更多，其數值達到50%以上，非常適合作為乙醇發酵的潛在原料。對于與廢紙中纖維素用于發酵乙醇的相關文獻[2023]，其實驗過程中酶解反應的影響因素還有待進一步探索，本實驗對一些可能的影響因素進行了初步的研究。二、材料與方法（一）儀器、藥品表1主要儀器一覽表儀器名稱儀器型號生產廠家電爐 SD1202艾詩凱奇（中國）有限公司紫外可見分光光度計UV9200 北京瑞利分析儀器公司數顯鼓風干燥箱GZX9240 MBE 上海博迅實業有限公司醫療設備500克裝高速中藥粉碎機 QE10A 武義縣屹立工具有限公司電子天平 HX501T 慈溪市天東衡器廠電子分析天平AB104N 梅特勒托利多儀器（上海）有限公司電熱恒溫鼓風干燥箱 GZXGF101 上海躍進醫療器械廠旋轉式粘度計NDJ4 上海精密科學儀器有限公司康氏振蕩器 KS 江蘇省金壇市醫療器械廠集熱式恒溫加熱磁力攪拌器DF101T 鄭州長城科工貿有限公司燒杯 50ml，500ml，250ml，1000ml離心管 50ml，10ml玻璃棒玻璃比色皿容量瓶 100ml，500ml，1000ml移液管 5ml，10ml，1ml酸式滴定管褐色試劑瓶500ml 膠頭滴管量筒100ml試管 15ml 比色管25ml 三角瓶 150ml，250ml硝酸鈣，鹽酸，酚酞，氫氧化鈉DNS試劑（1g 3,5—二硝基水楊酸 + 20ml 2mol/L 氫氧化鈉溶液 + 50ml水 + 30g酒石酸鉀鈉定容至100ml）葡萄糖，碘液，硫酸鈉，硫代硫酸鈉，淀粉，冰醋酸，濃硝酸，濃硫酸，重鉻酸鉀，碘化鉀，無水乙醇，乙醚，氯化鋇（二）實驗方案（1）。（2）使用移液管加入5ml醋酸和硝酸的混合液，搖勻后置于沸水浴中加熱并不斷用玻璃棒攪拌。（3）取出試管在室溫下冷卻后放入50ml離心管，5000rpm離心10min；棄去上清液，將沉淀用蒸餾水沖洗3次。（4）向沉淀中分別加入10mL質量分數10% mol/L的重鉻酸鉀溶液10mL，搖勻。（5）浸入沸水浴中10min，取出后倒入三角瓶中，用適量蒸餾水沖洗試管，一并倒入三角瓶中。（6）待溶液在室溫下冷卻后加5mL質量分數20% %的淀粉溶液。（7） mol/L硫代硫酸鈉滴定(碘量法)，將單獨加入了10mL質量分數10% mol/L 的重鉻酸鉀溶液10mL作為空白樣。纖維素含量按下式計算：式中：“24”為1mol C6H10O5相當于硫代硫酸鈉的當量數；K為硫代硫酸鈉濃度，mol /L； a為空白滴定所耗硫代硫酸鈉體積，m L；b為溶液所耗硫代硫酸鈉體積，m L；n為廢紙粉末質量，g。（1）。（2）分別加入10mL質量分數80%的硝酸鈣溶液，置于電爐上加熱，小火煮沸5 min。（3）室溫冷卻后離心10000rpm，15min；將沉淀用熱水沖洗3次。（4）然后分別向沉淀中加10mL濃度為2mol/L的鹽酸，混勻后置沸水浴中。（5）在不時攪拌下沸騰45 min；冷卻后離心10000rpm,10min，將上清液移入100mL容量瓶中。（6）將沉淀沖洗，洗滌液并入容量瓶中。（7）向容量瓶中加1滴酚酞，用NaOH中和至顯玫瑰色，稀釋至刻度。（8）隨后將其過濾至燒杯中，棄去最初濾出的幾滴濾液。用DNS法測定溶液中的還原糖。（9）分別取2mL濾液加入不同比色管中并加入DNS試劑，做好標記，于沸水浴中加熱5min，冷卻，加水稀釋至25mL，并540nm波長下測定吸光度，并對照葡萄糖標準曲線進行分析。（1），加入質量分數1%的醋酸10mL，搖勻后離心10000rpm,15min。（2）將沉淀再用質量分數為1%的醋酸5mL洗一次，然后加5mL乙醇和乙醚混合液(體積比1∶1)。（3）浸泡3 min后棄去上清液，浸洗；將離心管中的沉淀在沸水浴中蒸干。（4）然后向沉淀中加入質量分數72 %的硫酸3mL，用玻棒攪勻后室溫下靜置16 h，使全部纖維素溶解。（5）然后向試管中加入10mL蒸餾水，用玻棒攪勻，置沸水浴中5 min，%的氯化鋇溶液，搖勻后離心。（6）沉淀用蒸餾水沖洗2次，再向沖洗過的木質素沉淀中加10mL質量分數10% l/L重鉻酸鉀溶液，將試管放入沸水浴中15min，并不時攪拌。（7）冷卻后將試管中所有物質轉入燒杯中作滴定用，并用15～20mL蒸餾水洗滌殘余部分。（8）然后向燒杯中加入5mL質量分數20% %淀粉液。（9）另外單獨滴定加入了10mL質量分數10 % mol/L的重鉻酸鉀溶液10mL作為空白樣。木質素含量按下式計算：式中：“48”為 1 mo l C11H12O4相當于硫代硫酸鈉的當量數；K為硫代硫酸鈉濃度，mol/L；a為空白滴定所耗硫代硫酸鈉體積，m L；b為滴定溶液所耗硫代硫酸鈉體積，m L。n為干粉質量，g。（1） g ( mg )。（2）分別放入已標記好的對應磨口密封褐色玻璃瓶中，準確加入50mL碘液( mol/L)，再準確加入50mL飽和硫酸鈉溶液,混合均勻后置于震蕩器上搖動。（3）放置30min后取出過濾，準確取出

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