剩余物课题研究报告1113.docVIP

项目编号：GB05B601-03 黑龙江省重点科技攻关项目 森林采伐与木材加工剩余物综合利用技术研究 森林采伐剩余物资源化利用技术及设备的研究 课题负责人：王振宇 东 北 林 业 大 学 二〇〇七年十一月 目 录 1 绪论…………………………………………………………………………….1 1.1 课题背景 1 1.2 木质纤维素原料的预处理 1 1.2.1 物理方法 2 1.2.2 化学方法 2 1.2.3 生物法 2 1.3 木质纤维素原料转化燃料酒精的菌种选育 3 1.3.1 高产纤维素酶复合菌的构建 3 1.3.2 发酵木糖生产酒精的菌种选育 3 1.4 木质纤维素原料转化酒精的固态发酵 4 1.5 木质纤维素原料转化酒精的发展现状及趋势 5 1.6 本课题的研究目标 6 1.6.1 研究内容 6 2 木质纤维素原料预处理工艺研究…………………………………………….8 2.1 试验材料 8 2.1.1 主要材料与试剂 8 2.1.2 主要仪器及设备 8 2.2 试验方法 9 2.2.1 木质纤维素原料组分的测定 9 2.2.2 纤维素酶液的配制 9 2.2.3 酸预处理 9 2.2.4 碱预处理 10 2.2.5 微体化预处理 10 2.2.6 超低温微体化预处理 10 2.3 试验结果与讨论 10 2.3.1 木质纤维素成份分析 10 2.3.2 酸预处理对木纤维素酶降解率的影响 11 2.3.3 碱预处理对木纤维素酶解率的影响 11 2.3.4 微体化与超低温微体化预处理对木纤维素酶降解的影响 12 2.3.5 几种预处理方式的比较 13 2.4 结论 14 3 纤维素酶高产菌株的选育…………………………………………………...16 3.1 试验材料 16 3.1.1 供试菌种 16 3.1.2 培养基及配制 16 3.1.3 主要试剂 17 3.1.4 主要仪器及设备 17 3.2 试验方法 18 3.2.1 还原糖的测定－3，5-二硝基水杨酸比色法 18 3.2.2 纤维素酶活力的测定 18 3.2.3 孢子数的测定 19 3.2.4 粗酶液提取 19 3.2.5 透明圈法鉴定纤维素酶产生菌 19 3.2.6 固体发酵法鉴定纤维素酶产生菌 20 3.2.7 菌种间拮抗作用测试 20 3.2.8 二元混菌体系构建 20 3.2.9 菌种配比对产酶的影响 20 3.3 结果与讨论 20 3.3.1 葡萄糖标准曲线的绘制及回归方程的确定 20 3.3.2 纤维素酶活力的测定 21 3.3.3 透明圈法鉴定纤维素酶产生菌 21 3.3.4 固体发酵法鉴定纤维素酶产生菌 21 3.3.5 菌种间拮抗关系测试 22 3.3.6 纤维素酶高产菌株的组建 23 3.3.7 菌种配比对产酶的影响 23 3.4 结论 24 4 固态发酵生物反应最佳过程控制参数确定………………………………...25 4.1 试验材料 25 4.1.1 菌种 25 4.1.2 培养基 25 4.1.3 主要试剂 25 4.1.4 主要仪器及设备 25 4.2 试验方法 26 4.2.1 传代培养 26 4.2.2 种子扩大培养 26 4.2.3 液体发酵剂的制备 26 4.2.4 接种 26 4.3 结果与讨论 26 4.3.1 温度、湿度、pH值及搅拌时间间隔的确定 26 4.3.2 底物初始含水量，接种量，颗粒度的确定 29 4.4 结论 31 5 固态发酵模式对糖转化率的影响…………………………………………...32 5.1 发酵培养基灭菌模式研究 32 5.1.1 高温高压灭菌 32 5.1.2 超声波灭菌 32 5.1.3 臭氧灭菌 32 5.1.4 微波灭菌 32 5.1.5 几种灭菌方式的比较 32 5.2 搅拌模式确定 33 5.2.1 搅拌模式对基质混合效果的影响 33 5.2.2 搅拌模式对传热的影响 34 5.2.3 搅拌模式对固态发酵糖转化率的影响 36 5.3 反应釜模式对固态发酵的影响 37 5.3.1 反应釜几何形状对固态发酵的影响 37 5.3.2 反应釜容积确定 40 5.3.3 通气模式对固态发酵糖转化率的影响 40 5.3.4 通气面积与通气孔孔径设置对固态发酵糖转化率的影响 41 5.4 结论 44 6 最佳反应模式下纤维素固态发酵动力学模型的建立……………………...45 6.1 最佳固态发酵模式动力学模型的建立 45 6.1.1 最佳固态发酵模式不同反应时间的反应物及产物含量测定 45 6.1.2 建立最佳反应模式动力学模型 46 6.2 浅盘固态发酵模式动力学模型的建立 47 6.2.1 浅盘固态发酵模式不同反应时间的反应物及产物含量测定 47 6.2.2 浅盘固态发酵反应模式动力学模型的建立 48 6.3