【正文】 。在設計的最后，我想要對實驗中幫助過我給予我鼓勵支持的老師同學表達我的謝意。 實驗部分的結果表明，經過稀酸處理 所制備的底物酶水解性較好，其酶水解液中的葡萄糖濃度和酶水解轉化率都較高， 預提取液中所含半纖維素含量較高， 且 所需藥品較其他兩種方法更少，所使用藥品的成本較低， 綜合考慮選用該預處理方法進行后續(xù)的工藝流程設計。 一 、計算依據(jù) 有關定額及工藝數(shù)據(jù) 指標名稱 單位 定額 備注 麥草干度 % 汽蒸每 kg漿用汽 kg 麥草洗滌機出口濃度 % 麥草洗滌機排水率 % 麥草混合槽濃度 % 砂水分離器排泥濃度 % 砂水分離器排泥效率 % 1弧形篩排渣濃度 % 1弧形篩排渣率 % 螺旋脫水機出口濃度 % 螺旋脫水機排渣率 % 立式蒸煮鍋濃度 % 蒸煮液提取率 % 立式蒸煮鍋每 kg漿用汽 kg 噴放鍋噸漿損失汽 % 降膜蒸發(fā)器效率 % 對螺旋擠壓機出口漿量 半纖維素沉淀濃度 % 沉淀池效率 % 1螺旋擠壓機出口濃度 % 閃蒸罐提供的有效蒸汽用量 % 相對于總蒸汽用量 2螺旋擠壓機出口濃度 % 閃蒸罐損失氣體利用率 % 酸沉池木素得率 % 酸沉池木素濃度 % 乙醇加入量 % 乙醇回收率 % 天津科技大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 22 2膜式過濾器得率 % 半纖維素濃度 % 精餾塔每 kg用汽 kg 預浸漬 NaOH % 對絕干漿 預浸漬 Na2SO3 % 對絕干漿 預浸漬濃度 % 反應倉每 kg漿用汽 kg 2弧形篩排渣濃度 % 2弧形篩排渣率 % 計量螺旋排渣率 % 一段磨濃度 % 磨漿每 kg漿用汽 kg 蒸汽回收效率 % 二段磨濃度 % 消潛池進口濃度 % 葡萄糖濃度 % 硫酸加入量 % 對酸沉池中絕干量 葡萄糖得率 % 酶解培養(yǎng)箱濃度 % 木素提取率 % 木素干度 % 一段篩渣漿濃度 % 一段篩良漿濃度 % 一段篩排渣率 % 二段篩排渣率 % 螺旋擠漿機出口濃度 % 螺旋擠漿機排渣率 % 渣漿磨進口濃度 % 渣漿篩排渣率 % 渣漿篩排渣濃度 % 加入酶液量的濃度 % 每 g絕干加入酶的量 g 注：由于參數(shù)未知，清濁濾液池入口濃度都固定不變，不考慮藥品濃度 二、蒸煮部分漿水平衡計算： 天津科技大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 23 已知： Q14= W14=45% W23=20% 蒸煮液的提取率 ： % 立式蒸煮鍋每 kg 漿用汽 ： kg 噴放鍋噸漿損失汽 ： 30% 閃蒸罐提供的有效蒸汽用量： 30% （相對有總蒸汽用量） 閃蒸罐損失氣體利用率： 1% 計算： V14=Q14/W14= Q18=Q14/(145%)= Q17=Q14Q18= Q23=Q20=Q18= V23=Q23/W23= V19=Q2330%= V16=(Q2330%)/1%= V21=V16+V19= V22=Q23(1(30%+30%))= V20=V23+v22+v21= V18=V20V19= 三、磨漿部分漿水平衡計算 1 天津科技大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 24 已知： Q9= W12=25% 一段磨漿每 kg 漿用汽： kg 蒸汽回收利用率 E=60% 計算： Q12=Q11=Q9= V12=Q12/W12= V13=Q12= V11=V12+V13= V10=V1360%= V9=V11V10= 四 、 篩選部分漿水平衡計算： 天津科技大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 25 已知： Q1= V1 = W4=% 一段篩排渣率： 20% 二段篩排渣率： 15% 計算 : Q3=Q1 20%/((120%)/(115%)+20%)= Q4=Q1－ Q3= Q6=Q3/(115%)= Q5=Q615%= Q7 =Q3 +Q6= V4=Q3/W4= V3=V1=V4= 五、 廢水處理部分漿水平衡計算 天津科技大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 26 已知： Q24=。二段良漿和一段良漿結合進入多圓盤濃縮。 一段和二段篩下來的良漿結合、稀釋并送到發(fā)酵槽。 磨漿后，漿料進入消潛池。 在壓力旋風分離器內部，纖維在離心力和重力作用下從蒸 汽里分離出來。預加熱是為了軟化麥稈并讓化學藥品進一步反應。 預浸器的螺旋喂料器將麥稈送入預浸器。 熱水和攪拌使石子和金屬沉淀到分離器的底部。而 B2是 150 ℃ 10%NaOH的預處理條件，因為堿預處理麥草時，不僅去除半纖維素，而且還脫出木素 ，使纖維素暴露出來，增加了纖維素的比表面積。同樣可以得出B1組比空白樣增加了 %， 而 B2比空白樣增加了 %， C1比空白樣增加了%， C2比空白樣增加了 %。根據(jù)實驗得出，二糖酶和內切酶的值在 2:1的條件下，酶水解的轉化率最高，適合生產。 天津科技大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 16 表 26 預提取液組分的液相測定 預處理條件 預處理液中葡萄糖 （ %對原料麥草） 預處理液中木糖 （ %對原料麥草） 阿拉伯糖 （ %對原料麥草） 130 ℃， % H2SO4 (w/w)， 30 min 150 ℃， % H2SO4 (w/w)， 50 min 130 ℃， 15% NaOH (w/w)， 30 min 150 ℃， 10% NaOH (w/w)， 50 min 三、 水解液中固含量的測定 從固含量的測定可以看出，堿預處理過的麥草水解液中的固含量很高。但是酸高溫時的預提取率卻很高。其中預處理效果最強的是堿預處理，實驗中可以很明顯的觀察到堿預處理過的麥稈成近乎漿狀，預處理液為黑色。 （ 6） mg/mL 標準葡萄糖溶液，用移液管準確吸取 mL 葡萄糖標準母液，用純凈水定容于 10 mL 容量瓶中。 （ 2）取 1 mL用堿處理過的麥草得到的預提取液，用 4%H2SO4調節(jié) pH值到1~3，先通過 nm微孔濾膜；然后 用高效液相色譜 (HPLC)可測定葡萄糖、木糖、乙酸和糠醛濃度。 （三）灰分測定 按照 GB/T — 1993 進行造紙原料的灰分含量測定。5 176。 （ 九 ） 篩選 將消潛后的漿料，疏解之后用方形振動篩來進行篩選，篩板選用 mm 的篩縫。 將經過預浸漬的麥稈均勻 地 放入壓力磨漿機的磨漿室內，將蓋封好，打開通氣閥門，給磨漿室和外套加熱。隨后，當溫度接近所需溫度時（與蒸煮溫度 相 差 15 ℃），把空氣浴的 設定 溫度調回蒸煮溫度，以防最后保溫階段沖過蒸煮溫度。達到規(guī)定的溫度后，進行控制保溫。 預處理采用空氣浴， 6 組蒸煮小罐，蒸煮的液比為 1:10（相對于絕干物料）。 熱水預汽蒸過后的麥稈，用螺旋擠壓疏解機進行擠壓疏解，以排除麥稈中的水分和空氣，使麥稈變得松軟易于浸泡和吸收藥液。 表 21 麥草原料的化學組分 綜 纖維素 （ %） 聚戊糖 （ %） Klasson 木素 （ %） 酸溶木素 （ %） 苯醇抽出物 （ %） 灰分 （ %） 二、 實驗的藥品 天津科技大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 8 表 22 實驗藥品 藥品名稱 所屬種類 藥品產地 氫氧化鈉 分析純 天津市北方天醫(yī)化學試劑廠 亞硫酸鈉 分析純 天津市北方天醫(yī)化學試劑廠 鹽酸 分析純 天津市禹達化學試劑科技發(fā)展有限公司 濃硫酸 分析 純 天津市禹達化學試劑科技發(fā)展有限公司 酚酞 分析純 天津市北方天醫(yī)化學試劑廠 硫代硫酸鈉 分析純 天津市北方天醫(yī)化學試劑廠 去離子水 分析純 實驗室自制 苯 分析純 天津市江天化工技術有限公司 乙醇 分析純 天津市江天化工技術有限公司 三、 實驗儀器 表 23 實驗儀器 儀器 型號 生產廠家 空氣浴蒸煮鍋 NJKR10 泰興市環(huán)新創(chuàng)新環(huán)境工程有限公司 電熱恒溫水浴鍋 HH SY21Ni 北京市長風儀器儀表公司 擠壓疏解機 JS30型 安丘汶瑞機械制造有限公司 高濃磨漿機 VM3542 BALODOR，美國 PFI打漿機（ PFIMill） 267型 Hamjern Hamar，挪威 電子天平 D448900814 美國 漿料疏解機 97015 Lorentzenamp。 天津科技大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 7 第二章 實現(xiàn)麥草高效酶水解預處理條件的選擇及優(yōu)化 第一節(jié) 實驗方案 一、 基本思路： 本設計是在化學法制漿之前 增加預處理段，先將半纖維素以聚糖或單糖的形式提取出來。因此，如何充分利用麥稈中的纖維素和半纖維素是實現(xiàn)生物量充分利用的關鍵。但是，由于這個菌株不是傳統(tǒng)的酵母菌，能不能投入生產還要取決與幾個技術問題，包括能夠生產大規(guī)模乙醇的生物 儀器，能夠實現(xiàn)有菌狀態(tài)下也能生產，對抑制劑有良好的適應性。 此外，改善發(fā)酵己糖和戊糖的工序，也可以實現(xiàn)經濟的乙醇生產。盡管對于利用木質纖維素生產乙醇的技術不斷的提升，但是在過去的幾十年時間里，第二代乙醇的價格仍然很高，每加侖 美元。 三 種不同的預處理方式都可以有效的提高麥稈的酶解產糖率。 粟學俐 等人通過對 纖維素酶水解纖維素還原糖的測定， 對不同培養(yǎng)基中不同菌種的酶活測定，確定了它的底物糖得率，最高可達 8. 59%。在化學制漿過程中，原料的 20%天津科技大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 4 到 30%是通過半纖維素和木素的形式溶解在廢液中，不僅增大了環(huán)境污染，而且浪費了這些可以帶來效益的資源?，F(xiàn)行的化學制漿方法實際上通過黑液轉移出相當一部分木材半纖維素，并最終將它燒掉。 纖維素酶水解過程分為三個部分：發(fā)生吸附、生物降解、吸附通過。其中纖維素酶解具有能耗低，反應條件溫和等優(yōu)勢，是現(xiàn)在應用較廣的水解方式，更加適合大規(guī)模商業(yè)化生產工藝，用合適的酶水解是把單糖從纖維素材料中分離出來最有效的辦法。半纖維素使木質素和纖維素連接在一起，它可以很容易被稀酸或者堿、以及半纖維素酶水解 [4]。 第二節(jié) 麥草及纖維素水解 一、 麥草 麥是小麥屬植物的統(tǒng)稱 ，最早 種植于中東地區(qū)，通過一代代品種改良，小麥已經成為世界上種植范圍最廣、面積最大、總產量第二的糧食作物。但在稻草轉化成乙醇的過程中，存在一些挑戰(zhàn)和限制。甘蔗和玉米作為人類的食材，但是目前卻是用于生產生物乙醇的主要原料，將其用以生 產燃燒乙醇存在“與人爭糧”的問題。 四川宜賓項目工作總結 I 目 錄 第一章 緒論 ............................................ 1 第一節(jié) 概論 ............................................ 1 第二節(jié) 麥草及纖維素水解 ......