沙柳、柠条、杨木水解抽取葡萄糖的研究

论文摘要

大力发展生物质燃料乙醇技术是解决能源危机的有效途径之一。本文以我国广泛种植的杨木和西北地区特有灌木树种沙柳、柠条为原料,在测试这些木材化学成分的基础上,研究在不同原浆浓度、酸浓度、酸解时间、酸解温度条件下进行全因子稀酸水解试验;在不同酶量、pH值、酶解时间、酶解温度条件下进行正交酶解试验;拟寻找适合三种木材水解转化为葡萄糖的较佳因素水平组合,并使用高效液相色谱法对水解液进行了单糖分离研究。本试验采用先酸解后酶解的两步水解工艺。试验结果表明,沙柳、柠条的纤维素含量要远远高于杨木,均达到50%以上,说明沙生灌木具有水解制取燃料乙醇的天然优越条件;酸水解阶段:酸浓度、水解时间、水解温度对水解效果影响极其显著,原浆浓度对试验结果影响显著;酸水解获得葡萄糖的得率比较结果为:柠条>沙柳>杨木,并得到了后续酶解的较佳因素水平组合。酶水解阶段:通过方差分析探讨了各酶解因素对三种木材水解转化为葡萄糖影响的主次顺序;通过对酶解工艺的优化,得到了适合沙柳、柠条、杨木的酶解因素水平组合。另外,对三种木材酸解液和酶解液进行HPLC法单糖分离结果可见,溶液中均含有木糖和葡萄糖以及其它多种单糖和多糖,柠条酶解液中葡萄糖浓度要高于沙柳,且两种沙生灌木均高于杨木,与前期试验结果良好吻合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 生物质能源
• 1.1.1 木质生物质能源利用方法
• 1.1.2 生物质燃料乙醇国内外研究状况
• 1.1.3 影响木材水解制取燃料乙醇的影响因素
• 1.1.4 沙生灌木资源开发和利用
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 研究的主要内容
• 2 沙柳、柠条、杨木化学成分测试
• 2.1 沙柳、柠条、杨木
• 2.2 原料的化学成分
• 2.2.1 试验仪器及试剂
• 2.2.2 试验方法
• 2.2.3 试验结果与讨论
• 2.3 本章小结
• 3 稀酸水解试验研究
• 3.1 酸水解机理
• 3.2 主要仪器及试剂
• 3.3 葡萄糖标准曲线的绘制
• 3.3.1 溶液配制
• 3.3.2 还原糖的测定—DNS法
• 3.4 样品处理方法
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 试验结果
• 3.5.2 原料种类对试验结果的影响
• 3.5.3 原浆浓度对试验结果的影响
• 3.5.4 酸浓度对试验结果的影响
• 3.5.5 水解时间对试验结果的影响
• 3.5.6 水解温度对试验结果的影响
• 3.6 本章小结
• 4 酶水解试验研究
• 4.1 酶水解机理
• 4.2 主要仪器及试剂
• 4.3 试验方法
• 4.3.1 斐林溶液的配制
• 4.3.2 斐林溶液的标定
• 4.3.3 未知样品测定
• 4.4 试验结果与分析
• 4.4.1 试验结果
• 4.4.2 酶量对葡萄糖含量的影响
• 4.4.3 PH值对葡萄糖含量的影响
• 4.4.4 酶解温度对葡萄糖含量的影响
• 4.4.5 酶解时间对葡萄糖含量的影响
• 4.5 本章小结
• 5 水解液定量分析
• 5.1 试验方法
• 5.1.1 试验仪器及试剂
• 5.1.2 色谱条件
• 5.1.3 标准曲线绘制
• 5.2 酸水解液HPLC测定
• 5.3 酶水解液HPLC测定
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介