竹材生物乙醇原料化学预处理技术研究

摘要

我国竹林资源非常丰富，且竹子富含纤维素和半纤维素，利用竹材加工剩余物及小径杂竹、丛生竹生产生物乙醇可谓一条必由之路。竹子中纤维素、半纤维素和木质素相互交织而形成的复杂的、难以降解的而致密结构体系导致纤维素水解的效率很低。因此需要对原料进行预处理，再用纤维素酶将纤维素结构切断释放出发酵所需要的糖，再利用这些糖进一步发酵生成乙醇。本研究在综述国内外木质纤维素乙醇原料预处理的基础上，着重研究了化学预处理毛竹。研究不同的预处理方法对底物纤维素酶水解效率的影响。分析了竹材及竹材各种预处理底物的化学组成、预处理的废液组成、糖降解发酵抑制物的生成量等。研究了优选出的酸催化有机溶剂预处理的毛竹酶水解液的分步糖化发酵，不同竹材种类的稀酸和SPORL法预处理底物的同步糖化发酵和分步糖化发酵。采用了带有脉冲安培检测器的高效阴离子交换色谱对预处理底物和液体中的糖份及发酵抑制物进行分析。采用生物传感分析仪对发酵中的葡萄糖和乙醇进行分析。