1、分類號： 垡圣13 密級：U D C ：華東理工大學工程碩士學位論文指導教師姓名農作物來源木質纖維素生物轉化劍魚壘霾醒塑圣醒絲王猩硒窒方鎮(zhèn)宏申請學位級別： 亟±論文定稿日期：竺! 芝蔓：! !專業(yè)名稱： 生物王猩論文答辯日期： 為Jj ；! 二多：笪學位授予日期： 2 0 7 3 每6 另2 1 玎答辯委員會主席：花；曼數坡評 閱 人：葉劾數搜對鼬良挑曜沖華東理工大學碩士學位論文 第l 頁農作物來源木質纖維素生物轉化制備多元醇

2、和乙醇的工程研究摘要本文針對兩種不同類型的木質纖維素生物質從工業(yè)應用的角度進行了生物轉化研究，并提出了工業(yè)應用的初步方案。首先，以玉米秸稈為原料，通過干式預處理和基于成本計算的酶水解過程獲得低成本秸稈糖，進而通過秸稈糖的加氫裂解轉化為丙二醇、乙二醇等多元醇產品。其次，以木薯塊莖中的纖維素組分為對象，從纖維素酶成本角度評估了三種利用木薯纖維素組分發(fā)酵生產乙醇的方法，提出了木薯纖維素工業(yè)應用的最優(yōu)方案。在秸稈糖轉化多元醇研究上，本文對秸稈除

3、塵環(huán)節(jié)、稀酸預處理及纖維素酶水解環(huán)節(jié)、氫解環(huán)節(jié)進行了深入的研究。結果表明：在秸稈前處理除塵環(huán)節(jié)，不同清洗程度秸稈原料對糖化得率和乙醇得率有重要影響，說明盡可能徹底地脫除秸稈中的灰分有助于增大稀酸預處理的強度；在預浸固液比l ：l 、硫酸用量5 ％、反應溫度1 9 0o C 、反應3 分鐘的預處理條件下，玉米秸稈的糖化得率最為理想；在反應溫度5 0 o C 和較大范圍的p H( 4 ．2 ．5 ．8 ) 條件下都有較高的糖得率；提高反應器

4、攪拌強度明顯提高糖化反應速率，但最終的糖得率相差不大。通過酶成本、濃縮成本、物料成本的分析，得到了最低成本的秸稈糖制備工藝；將秸稈糖用于加氫裂解制取多元醇，逐步進行脫色、除離子等精致步驟，丙二醇收率提高至4 8 ％，最終裂解效果與純葡萄糖無明顯差異。目前，秸稈糖制備多元醇技術已經初步應用于工業(yè)生產。在木薯纖維素利用研究上，從纖維素酶成本角度評估了三種利用木薯纖維素組分發(fā)酵生產乙醇的方法，包括木薯纖維素酒渣的直接糖化和乙醇發(fā)酵、木薯纖維素

5、酒渣預處理后的糖化與乙醇發(fā)酵、木薯淀粉與纖維素同步糖化與乙醇發(fā)酵。結果表明，前兩種方法的纖維素利用效率不高，酶成本分別達到1 3 6 0 2 、1 1 6 5 9 元／噸乙醇。第三種方法發(fā)酵結束時的乙醇濃度從1 0 1 ．5g ／L 提高到1 0 7 ．0g ／L ，生產每噸纖維乙醇增加的成本僅為3 5 8 9元／噸乙醇，遠低于燃料乙醇售價，因此第三種方法為木薯纖維用于乙醇發(fā)酵的最適方法，本結論將為木薯乙醇產業(yè)深度利用木薯纖維提供依據。