小麦和玉米秸秆的亚临界水预处理条件优化及其生产燃料乙醇的研究

【摘要】：【目的】优化小麦和玉米秸秆的亚临界水处理条件,并考察最优条件下处理残渣的酶解和发酵特性。【方法】采用亚临界水法分别处理小麦和玉米秸秆,以水可溶部分的总还原糖含量为响应值,通过中心组合设计优化处理温度和时间,并研究最优条件下2种原料处理后的残渣的同步酶解和发酵生产乙醇过程。【结果】小麦和玉米秸秆的最优亚临界水处理条件分别为:194℃,0min和190℃,0min;在此条件下,处理后小麦秸秆中的木质素、纤维素和半纤维素含量分别比处理前减少44.9%,4.9%和74.7%,处理后的玉米秸秆对应的3种成分含量分别比处理前减少34.2%,7.2%和69.5%。小麦秸秆的残渣酶解-发酵率优于玉米秸秆,小麦秸秆处理后残渣的酶解率为35%,约为处理前(6.9%)的5倍;玉米秸秆处理后残渣的酶解率为28.8%,约为处理前(9%)的3倍;小麦和玉米秸秆处理后的残渣在35℃下分别发酵(残渣质量分数为11%),最终获得的乙醇质量浓度分别为12.8和10.4g/L。【结论】亚临界水预处理能有效去除小麦和玉米秸秆中的半纤维素和木质素,保留90%以上的纤维素,提高了酶解-发酵过程的效率。 【作者单位】： 西北农林科技大学食品科学与工程学院;
【关键词】： 亚临界水 小麦秸秆 玉米秸秆 乙醇 预处理
【基金】：陕西省农业科技创新项目(2010NKC-11) 陕西省自然科学基金项目(2010JQ3012) 国家教育部回国人员科研启动基金第41批项目
【分类号】：S216.2
【正文快照】： 据统计,全球的石油、煤炭和天然气分别能再使用约35,107和37年[1],能源需求增加与化石能源储量不断减少的矛盾促使人们迫切需要找到新能源。作为新能源的一种,生物质能源因其储量大、价格低、可再生性强而受到世界各国的普遍关注[2-3]。用木质纤维素原料制备燃料乙醇是第二代

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