论文部分内容阅读
提高木质纤维素酶解液中糖浓度和降低发酵抑制物的抑制作用是木质纤维素转化为乙醇的技术关键,纳滤膜分离能有效提高木质纤维素水解液中的葡萄糖和木糖等单糖浓度,分离发酵抑制物,同时具有能耗低、无污染等优点。本文采用纳滤膜技术,以提高葡萄糖和木糖浓度为目标,配制模型溶液进行膜浓缩试验研究,通过单因素试验和二次回归旋转正交组合试验,优化了浓缩工艺,并对玉米秸秆、芒草和芦苇酶解液进行了验证试验和发酵评价,具体结果如下:通过单因素试验,确定了影响浓缩的主要因素有操作时间、操作压力和流速。采用二次回归旋转正交组合试验统计方法,确定了优化的浓缩工艺为:操作时间22 min、操作压力17 bar、流量5L/min。在此条件下,对葡萄糖和木糖初始浓度分别为8.3 g/L和3.65 g/L的模型溶液进行浓缩试验,得到的浓缩液中葡萄糖和木糖浓度分别为53.19 g/L和23.01 g/L将玉米秸秆酶解液(葡萄糖和木糖浓度分别为8.3 g/L、3.65 g/L)、芒草酶解液(葡萄糖和木糖浓度分别为、5.64 g/L和2.99 g/L)和芦苇酶解液(葡萄糖和木糖浓度分别为6.28 g/L和3.48 g/L),在操作压力17 bar、流量5L/min的条件下浓缩22 min,得到玉米秸秆酶解浓缩液中葡萄糖浓度为50.20 g/L,木糖浓度为21.27 g/L;芒草酶解浓缩液中葡萄糖浓度为34.65 g/L,木糖浓度为18.72 g/L;芦苇酶解浓缩液中葡萄糖浓度为38.15 g/L,木糖浓度为20.88 g/L。接种1%的尖孢镰刀菌于各浓缩液中发酵7天,发酵液中乙醇含量分别为为21.32 g/L、8.02g/L,8.43g/L,相对于未经浓缩的酶解液发酵后乙醇浓度分别提高了45.4倍,50.1倍,28.0倍。3种木质纤维素酶解液经纳滤浓缩后,发酵抑制物浓度没有显著提高。相较于未经浓缩的酶解液,浓缩后酶解液中乙醇含量大大提高,利用纳滤方法浓缩木质纤维素酶解液可显著提高乙醇的发酵效果,对实际生产具有指导意义。