亚硫酸氢镁预处理麦草制备燃料乙醇研究及过程模拟

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1、分类号Q815学位代码307学校代码10298密级GK学号3140071硕士学位论文论文题目：亚硫酸氢镁预处理麦草制备燃料乙醇研究及过程模拟作者：任继巍专业：微生物研究方向：工业微生物指导教师：欧阳嘉教授二〇一七年六月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文’是本人在导师的指导工下进行的研究作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外论文不包含任何其他，本个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文，中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律結果由本人承担。学位论文作者（

2、本人签名）：Ｉ曰災々年合月／学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库“”出版章程》（以下筒称章程“，见愿意将本人的学位论文提交中国车术期刊”（光盘版）电卞杂志社在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀碩士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子＇网络艰式公开出版入ＣＭ，并同意编Ｉ《中国知识资源总库ｈ在《中国博硕士学位论文评价数据库“”》中使用和在互联网上传播，同意按章程规定享受相关权益。论文密级：公开□保密—年月至年）（保密的＃往伧式在辦一一月密后雇遂吃你试）

3、￥兔作者签名：导师签名：＞仍７＿年」＿月＿＾日＞〇阵心月？曰夕＿＿致谢当论文悄然画上句号，我在南京林业大学的七个春夏秋冬也就悄然结束了。默然回首，往事一幕幕，感触尤多。首先，感谢我的导师欧阳嘉教授。短短的三年研究生生涯，是欧阳老师给了我一把研究的钥匙打开了我的研究大门。在欧阳老师的指引下，我学会了如何确定研究内容，设计实验，实施方案，获取数据，分析讨论，文章写作等等，这一点一滴无不包含欧阳老师的谆谆教导。生活中，更要感谢欧阳老师指引我走出迷惘，面对未来的生活。欧阳老师就像灯塔，照亮我前行的道路。无论何时何地，师恩永记！谢谢！其次，感谢郑兆娟副教授给予我实验、

4、文章写作上的指导和帮助。同时感谢余世袁教授、勇强教授、徐勇教授、宋向阳教授、范一民教授、李鑫副教授、朱均均副教授、陈牧老师、连之娜老师、赖晨欢老师、俞娟老师及仪器分析中心老师们、论文审阅老师给予我的无私帮助，谢谢！另外，感谢师兄余恒、张坤、孙秀程、梅文鼎，师姐刘蕾、姜婷、臧颖、周洁、徐艳冰，同学许茜茜、林茜、孙叶及各位师弟师妹平时对我大力的帮助，谢谢！最后，非常感谢我的妈妈、爸爸对我的养育之恩，感谢我的哥哥，有你们的鼓励和支持，才能让我健康、茁壮的成长。纵然再华丽的辞藻也无法表达我对你们的感激之情，谢谢！作者：任继巍二○一七年三月二十日摘要本文围绕低能耗亚硫酸氢镁预处理（

5、Magnesiumbisulfitepretreatment，MBSP）麦草制备燃料乙醇工艺展开研究，对影响预处理能耗的关键因素进行了探讨，研究了亚硫酸氢镁预处理液组分对酶解和发酵制备乙醇的影响，最后在此基础上建立了一条低能耗亚硫酸氢镁预处理麦草制备燃料乙醇的工艺，并对该工艺进行了流程模拟，证实该工艺潜在的可行性。首先对影响亚硫酸氢镁预处理工艺能耗的关键因素如固液比、磨料方式及水洗比例等条件进行了优化。研究结果表明，亚硫酸氢镁预处理麦草的最优条件为固液比1:5（w/v），预处理后使用叩解机（PFI）磨料4min，水洗比例（w/v）1:4。亚硫酸氢镁预处理麦草可在较低的固液

6、比条件下实现木质素和半纤维素脱除，固液比主要通过移除木质素影响酶解效果；预处理后磨料相比于预处理前磨料不仅有效缩短酶解时间，且有利于固形物和纤维素的回收；预处理后水洗比例的提高可以有效促进酸溶木质素的脱除和可溶性降解产物的溶出。采用亚硫酸氢镁预处理麦草物料可不经脱毒直接用于酶解。预处理后水洗比例的提高不会影响亚硫酸氢镁预处理麦草的酶解效果。30g/L未水洗亚硫酸氢镁预处理麦草（以纤维素含量计）酶解48h酶解率为91.37%；提高底物浓度至50、70、90和100g/L时，最大酶解得率分别为89.71%，86.11%，81.88%和78.82%，与水洗预处理麦草的酶解得率接

7、近。探究亚硫酸氢镁预处理液组分对纤维素酶解影响发现，低用量预处理废液（低于4g/L）对微晶纤维素和水洗亚硫酸氢镁预处理麦草酶解均有较好的促进作用，但过高用量（高于4g/L）的预处理液对酶解抑制作用明显。亚硫酸氢镁预处理废液中木质素磺酸盐和低聚木糖（Xylo-oligosaccharides，XOS）是影响纤维素酶解的主效应物。高用量预处理废液返加因体系XOS含量较高，因此对酶解产生了明显地抑制作用。本研究对比了不同水洗比例下预处理麦草分步和同步糖化发酵乙醇的效果。结果表明，分步糖化发酵中，未水洗预处理麦草与水洗预处理麦草发酵效