利用未水洗汽爆玉米秸秆统合生产生物乙醇及甲烷的研究

【摘要】可再生清洁生物能源以其缓解化石能源危机、保护环境以及实现经济的可持续发展,在世界范围内受到广泛关注。在中国,玉米秸秆因价格便宜、可再生以及来源广泛被认为纤维素乙醇工业化生产的理想原料。然而,高底物浓度下生产纤维素乙醇,提高生物质的转化率仍是一个巨大挑战。本研究以未水洗蒸汽爆破预处理玉米秸秆为原料,建立统合生产生物乙醇及甲烷的工艺。在生物乙醇生产工艺中,采用批式补料的策略进行高底物浓度同步糖化发酵,来获得高的乙醇产率。实验结果表明,通过分批补料,终底物浓度达到35.5%(w/w),最高乙醇浓度在72h达到69.8g/kg,相当于理论值的73%,纤维素转化率达到80%。为阐明木质纤维素原料乙醇发酵残留物产甲烷的能力,本研究以乙醇发酵残留物、发酵残留物上清及固体部分分别进行产甲烷潜力实验。研究结果表明,发酵残留物产甲烷潜力为46mLCH4/g底物,上清部分产甲烷潜力为12mLCH4/g底物,固体部分产甲烷潜力达到286mLCH4/g底物,从而证明高底物浓度汽爆玉米秸秆乙醇发酵残留物具有较好的产甲烷潜力。高底物乙醇发酵残留物于3L厌氧反应器内利用富集驯化菌群进行厌氧消化产甲烷,经过52d厌氧消化,VS去除率55.3%,甲烷产率320mL/gVS。乙醇甲烷统合共生产工艺物料平衡分析,lkg玉米秸秆可产生197g乙醇和96g甲烷,这表明统合工艺相比单独生产纤维素乙醇工艺,不仅可以实现木质纤维素原料的多级利用,而且生物质产率提高9.6%。
【作者】王震；
【导师】田沈；
【作者基本信息】首都师范大学，微生物，2014，硕士
【关键词】高底物浓度乙醇发酵；批式补料；厌氧消化；共生产；物料平衡；

【参考文献】
[1]桑利华.表面拓扑绝缘体中的输运特性[D].河北师范大学,2012.
[2]詹厚龙.中国省域R&D空间溢出效应研究[D].重庆工商大学,统计学,2014,硕士.
[3]辛博文.HWY建筑设计质量管理问题研究[D].河南科技大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[4]程红娟.歌剧《唐帕斯夸莱》中女高音咏叹调的演唱艺术研究[D].湖南师范大学,音乐（专业学位）,2014,硕士.
[5]于珊珊.俄语反义动词的语义性能[D].黑龙江大学,俄语语言文学,2013,硕士.
[6]王旭珍,刘宁,胡涵,王新平,邱介山.3D二硫化钼/石墨烯组装体的制备及其催化脱硫性能[J].新型炭材料,2014,02:81-88.
[7]林壮,段广仁.欠驱动刚体航天器姿态机动滑模控制研究[J].控制与决策,2010,03:389-393.
[8]朱清苗.神经元网络在中山陵景区林业土地分类中的应用[D].南京林业大学,森林经理,2004,硕士.
[9]胡慧芬.高校GIS房产管理系统的设计及应用[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[10]侯艳鹏.埃莉诺·奥斯特罗姆公共池塘资源自主治理理论研究[D].吉林大学,公共治理与公共政策,2013,硕士.
[11]杨凯敏.金属卟啉/杂多酸复合物合成研究[D].大连工业大学,化学工艺,2010,硕士.
[12]林晶晶.社会综合治税存在的问题及对策研究[D].华东理工大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[13]朱林威.新型富锂锰基固溶体锂离子电池正极材料的制备及表征[D].哈尔滨工业大学,材料加工工程,2013,硕士.
[14]刘文岭,韩大匡,程蒲,胡水清,王玉学,侯伯刚,王经荣,王继强.高含水油田井震联合重构地下认识体系[J].石油地球物理勘探,2011,06:930-937+1012+833.
[15]沙文韬.虚假陈述侵权：英美法制度规则及其我国立法构想[D].华东政法学院,法律,2004,硕士.
[16]祝锐.CRH380A-001综合检测车动车构架载荷测试方法研究[D].北京交通大学,车辆工程,2013,硕士.
[17]胡小兵.蚁群优化原理、理论及其应用研究[D].重庆大学,2004.
[18]陈颖,葛毅强,苏宁,徐宝梁.食品中转基因成分检测方法的研究进展[J].食品与发酵工业.2003(06)
[19]班健波.论商品房租赁的法律控制[D].西南政法大学,经济法学,2012,硕士.
[20]马亚平.环保型SBS接枝改性胶黏剂的制备与应用[D].北京化工大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[21]梅锦萍.劳动力成本上涨对中小企业发展的影响研究[D].湖北工业大学,产业经济学,2014,硕士.
[22]祁莹.ASM仿真演示系统构建[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[23]张海青.网络环境下初中数学研究性学习的研究与实践[D].河北师范大学,学科教学,2012,硕士.
[24]李薇.江泽民的对非洲外交思想研究[D].湖南师范大学,国际政治,2013,硕士.
[25]孔妍.我国地方人大常委会规范性文件备案审查制度探析[D].山东大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[26]欧阳波.关于农民工子女教育公平问题的研究[D].中南林业科技大学,农村与区域发展,2013,硕士.
[27]惠恩健.佛手片、砂仁等中医理气药的有效成分溶出规律研究[D].浙江中医药大学,中医临床基础,2013,硕士.
[28]刘蕊.长春市失地农民社会保障体系研究[D].吉林大学,公共管理,2012,硕士.
[29]郑阳光.微孔曝气变速氧化沟的启动及除磷影响因素研究[D].西安建筑科技大学,环境工程,2013,硕士.
[30]姜爱林.推进工业化与信息化协调发展[J].邮电商情.2002(21)
[31]刘超.欠发达地区技术创新促进区域经济发展研究[D].云南财经大学,技术经济及管理,2013,硕士.
[32]闫继云.低碳经济视角下北京市贸易结构优化研究[D].北方工业大学,数量经济学,2014,硕士.
[33]周阅宇.汽车牌照识别系统研究与设计[D].吉林大学,软件工程,2013,硕士.
[34]黄文慧.中职计算机网络专业一体化课程改革的研究[D].广东技术师范学院,职业技术教育学,2014,硕士.
[35]郭祖燕.全球化时代我国主流意识形态构建研究[D].渤海大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[36]刘忠信,孙青林,陈增强,袁著祉,杨小军,唐共民,巴鲁军,张云龙.基于T-S模型的钻杆对中自适应预测控制[J].控制与决策,2002,03:372-374+384.
[37]李哲.中性谷物浓浆规模化生产技术研究[D].山东大学,生物工程（专业学位）,2013,硕士.
[38]王宇.台湾电影中父亲形象的嬗变[D].云南艺术学院,戏剧与影视学,2013,硕士.
[39]吕绍信.我国大陆和港台地区仲裁裁决撤销制度比较研究[D].新疆大学,法律,2013,硕士.
[40]吴虹雁.现代企业成本管理创新研究[D].南京农业大学,2003.
[41]李彦伟.加速磨光机结构优化设计[D].长安大学,机械工程（专业学位）,2013,硕士.
[42]王晓璇.可食性南瓜纸的研制[D].吉林大学,食品科学与工程,2014,硕士.
[43]杨克.乘用车ESP全工况的路面附着识别算法研究[D].燕山大学,车辆工程,2014,硕士.
[44]张亦超.基于GIS的土壤风蚀模型软件设计与实现[D].北京林业大学,地图学与地理信息系统,2013,硕士.
[45]朱晓晓.残疾人福利供需影响因素及其预测分析[D].浙江大学,2009.
[46]曹聿明.地震记录道信号在时间域逐次分离的方法[J].石油地球物理勘探,1995,05:688-692+718.
[47]都蔚.新形势下加强党的思想政治工作能力建设研究[D].中共陕西省委党校,思想政治教育,2014,硕士.
[48]陈正冬.甜菜碱、DL-蛋氨酸对樱桃谷肉鸭生长性能和胴体组成的影响及其作用机理探讨[D].浙江大学,2004.
[49]周彬.裂隙性黄土平面应变压缩试验研究[D].长安大学,岩土工程,2013,硕士.
[50]吴学伦.2型糖尿病患者血清Sclerostin和Dkk1水平与骨密度相关性研究[D].河北医科大学,内科学,2014,硕士.