【正文】 0 0 0 6R2 = 1y = 0 . 7 9 1 6 x + 0 . 0 0 1 2R2 = 1y = 0 . 7 3 3 5 x + 0 . 0 0 1 7R2 = 10 1 2 3 4 5 6峰面積* 105濃度（mg/g)葡萄糖木糖阿拉伯糖 圖 23 葡萄糖，木糖，阿拉伯糖標(biāo)準(zhǔn)曲線 （五） 計(jì)算方法 水解液中葡萄糖質(zhì)量（ g） =葡萄糖濃度（ mg/mL） 體積 （ 21） 酶水解轉(zhuǎn)化率 =（ 水解液葡萄糖 含量 /底物 葡萄糖含量） 100% （ 22） 第五節(jié) 結(jié)果與討論 一、麥草的預(yù)提取率及最終得率 麥草的化學(xué)法預(yù)處理有三大類 ：酸預(yù)處理法，堿預(yù)處理法和有機(jī)溶 劑預(yù)處理法。 （八） 酸溶木素含量的測(cè)定 參照 GB/T10337— 1989的國家標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定造紙?jiān)现械乃崛苣舅氐暮俊? （ 十 ） 打漿和葡萄糖含量測(cè)定 打漿用 PFI 打漿機(jī)進(jìn) 行，打漿條件是：漿濃 10%，絕干 30 g 進(jìn)行打漿。 （六） 第一段磨漿 第一段磨漿的 磨漿條件為：磨漿濃度為 20%，磨漿壓力為 兆帕，通汽加熱時(shí)間為 3 min，磨漿時(shí)間為 5 min。打開加熱和鍋體旋轉(zhuǎn)開關(guān)。 （二）試樣組分分析 取適量已風(fēng)干的麥稈，用磨粉機(jī)磨成粉末狀，篩選后，選擇 60 目麥草粉作為試樣，按照國家標(biāo)準(zhǔn)方法，進(jìn)行原 料的組分分析。因此，充分利用農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)資源，不僅可以緩解日益匾乏的能源和環(huán)保的壓 力，也是關(guān)系到人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大問題 [22]。來真菌通常因?yàn)樘贿m合工業(yè)生產(chǎn)。經(jīng) 160 ℃ 自水解預(yù)處理的稻草在 40 FPU/g 混合酶用量下， 葡聚糖 和木聚糖的總轉(zhuǎn)化率大約在 68%和 45%，總糖轉(zhuǎn)化天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 率能夠達(dá)到 60%。 趙建等人通過對(duì) 麥草在溫水條件下處理、堿性條件下預(yù)浸漬的化學(xué)成分分析結(jié)果表明：熱水易溶物質(zhì)和木聚糖易溶物質(zhì)大量存在于麥草中，通過消除它們的存在，使木素在堿處理環(huán)境下效果更好 [15]。生物燃料通過減少溫室氣體的排放，可以幫助減緩氣候變化，同時(shí)生物資源可以替代以化石燃料為基礎(chǔ)的碳資源成為塑料生產(chǎn)的原材料?；陬A(yù)處理方法的運(yùn)用，在酶水解過后，得到糖產(chǎn)量的最大理論值為 74%%。對(duì)于酶水解來說，原料預(yù)處理的方法能夠很大程度上影響其效率，從而降低生產(chǎn)成本，天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 使燃料乙醇的工業(yè)化生產(chǎn)可行。生物乙醇已經(jīng)成為了可再生能源開發(fā)的重要研究趨勢(shì)，這是因?yàn)槠渚邆洵h(huán)保、可再生、易儲(chǔ)備和易于轉(zhuǎn)化傳送等諸多優(yōu)勢(shì)。 為了擺脫生產(chǎn)原料帶來負(fù)面影響，研究者嘗試使用新的原料生產(chǎn)燃料乙醇，其中使用木質(zhì)纖維素發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇得到了廣泛的認(rèn)可，并取得了一定的成果。因而小麥秸稈是一種數(shù)量龐大且有商業(yè)價(jià)值的農(nóng)業(yè)殘留物。 纖維素的酶水解是通脫一類叫纖維素酶催化進(jìn)行的。 據(jù)預(yù)測(cè)， 2020 年為止，用生物質(zhì)原料生產(chǎn)的有機(jī)化學(xué)品和材料將達(dá)到 50%，也就是說 20xx — 2020 年之間，對(duì)于世界各國來說都將是一個(gè)發(fā)展生物質(zhì)能源的重點(diǎn)時(shí)段 [10]。 邵震宇等人通過對(duì) 纖維素酶在制漿造紙工業(yè)中的應(yīng)用的研究。 預(yù)處理過程占總成本的 33%左右。現(xiàn)代的生物治煉相當(dāng)于石油精煉廠一樣的存在，有這高價(jià)值的部件，能運(yùn)輸和直接轉(zhuǎn)化燃料，是一個(gè)工廠般的存在。然后，基于化學(xué)機(jī)械制漿平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)麥草纖維的分離，并借助生物酶水解實(shí)現(xiàn)麥草向可發(fā)酵的單糖的轉(zhuǎn)化。擠壓疏解機(jī)的壓縮比為 4:1。達(dá)到保溫時(shí)間后，將小罐取出，迅速冷卻。通汽加壓結(jié)束后，立即關(guān)閉所 有的通汽閥門，打開電源開始磨漿，磨漿時(shí)間為 5 min。SR，則另取漿料重新打漿。 （二）液相色譜分析條件 色譜柱： Biorad Aminex HPX87H； 檢測(cè)器：示差折光檢測(cè)器； 流動(dòng)相： mol/L H2SO4； 流速： mL/min； 進(jìn)樣量： 10 μL。想要加強(qiáng)預(yù)處理程度可以適當(dāng)加強(qiáng)堿濃度，延長保溫時(shí)間，提高蒸煮溫度。從兩組有機(jī)溶劑預(yù)處理中又可以很明顯的看出，同樣溫度下，加了酸 的預(yù) 處理固含量會(huì)減小。因?yàn)檩^高的預(yù)處理溫度高，半纖維素的 去除程度高。清洗過的麥稈經(jīng)過木片洗滌機(jī)的一個(gè)壩被送入木片混合槽，然后再通過麥稈泵泵送到斜螺旋脫水 機(jī)。固定在卸料螺旋上方的一個(gè)攪拌器可以確保卸料料塞螺旋喂料器的喂料均勻。 磨漿后，纖維和纖維束需要進(jìn)一步處理，漿料通過壓力縫篩分離出來。 三、 渣子磨 天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 從未磨渣漿池來的漿渣被泵送到的渣漿磨。 天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 展望 在本次的設(shè)計(jì)中，仍然存在很多的不足。也要感謝楊路明同學(xué)和吉福曾同學(xué)的協(xié)作，很慶幸在最后的實(shí)驗(yàn)?zāi)芘c你們一共完成。除了從設(shè)計(jì)本身學(xué)到了不少的知識(shí)，還從劉老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度中學(xué)到了 很多。 砂水分離器排泥濃度 =50% 砂水分離器排泥效率 =90% 計(jì)算： Q26=Q24*90%/100= V26=Q26/50%= Q25=Q24Q26= V25=V24V26= Q27=Q26+Q28= V27=V26+V28= 六、 預(yù)提取液處理中木素去除部分的漿水平衡計(jì)算 天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 已知 : Q29= V29= 硫酸加入量（對(duì)酸沉池中絕干） =% 酸沉池木素得率 =% 酸沉池木素濃度 =% 計(jì)算： V30=Q29*%= Q31=Q29= V31=V29+V30= Q33=Q31*5%= V33=Q33/8%= Q32=Q31Q33= V32=V31V33= 七、 對(duì)于預(yù)處理液中半纖維素提取部分的漿水平衡計(jì)算 天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 已知： Q34= V34= 乙醇加入量 =400% 乙醇回收率 =90% 膜式過濾器得率 =80% 半纖維素濃度 =8% 計(jì)算： V38=Q34*400%/100*90%/100= V39=Q34*400%/100*(190%)/100= Q35=Q34= V35=V34+V38+V39= Q36=Q35*80%= V36=Q35/8%= Q37=Q35Q36= V37=V35V36= 八、 漿水平衡總表 天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 項(xiàng)目 纖維 漿料 收 支 收 支 麥草 汽蒸倉用汽 立式蒸煮鍋用汽 一段磨漿用汽 硫酸 NaOH Na2SO3 清水用量 精餾用氣 乙醇用量 葡萄糖 木素 渣漿篩渣漿 排泥槽排渣 1弧形篩排渣 污水池排水 噴放鍋排汽 半纖維素 沉淀 池排水 降膜蒸發(fā)器排汽 2弧形篩排渣 一段磨漿回收汽 酶用量 總計(jì) 天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)分兩個(gè)部分：實(shí)驗(yàn)部分和設(shè)計(jì)部分 。由于磨漿后漿料冷卻，木素變硬，造成纖維卷曲，通過消潛池內(nèi)的攪拌器攪拌作用把卷曲的纖維伸直。纖維被離心力甩出平盤磨區(qū)，麥稈從平盤磨區(qū)輸送到圓形區(qū)用于進(jìn)一步地磨漿。 麥稈從預(yù)浸器的頂部通過卸料螺旋卸料到螺旋輸送機(jī)上。 麥稈進(jìn)入車間時(shí)，會(huì)帶有金屬、石頭和砂子等雜質(zhì)。圖 25是不同預(yù)處理時(shí)酶解液的葡萄糖濃度。同樣是酸預(yù)處理，高溫預(yù)處理會(huì)使預(yù)處理液中的葡萄糖濃度上升，木糖濃度上升。以峰面積為橫坐標(biāo)，以葡萄糖濃度為縱坐標(biāo)繪制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。 （七）酸不溶木素含量的測(cè)定 參照 GB/T — 1994的國家標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行造紙?jiān)系乃岵蝗苣舅睾康臏y(cè)定。將收集到的良漿，甩干儲(chǔ)存于密封袋中，置于冷庫中冷藏。預(yù)浸漬時(shí)間達(dá)到 30 min后，迅速取出，開始第一段磨漿。將小罐放入墊片，加蓋擰好，沒入水中檢查是否漏氣，若無漏氣則將小罐放入空氣浴中。將晾干的麥稈用袋子裝好，做好標(biāo)記，置于干燥陰涼處存放好。利用生物質(zhì)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)燃料乙醇是一項(xiàng)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著重要戰(zhàn)略意義的舉措。天然木糖發(fā)酵的酵母如畢赤物酵母不能在有毒化合物預(yù)處理過程中進(jìn)行。由此表明，在此條件下纖維素酶水解的效率很高。另一個(gè)方面就是研究影響麥草酶水解的因素。木質(zhì)纖維原料，例如木材，是生產(chǎn)生物燃料和可生物降解塑料的重要自然資源，也能成為可持續(xù)工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要組件。近年來，由于在預(yù)處理和水解上有了進(jìn)展，從而使糖的產(chǎn)量得到了提高。原料預(yù)處理主要的目的有 :把木質(zhì)纖維素的結(jié)構(gòu)破壞，使其結(jié)晶度降低，纖維素與酶接觸的表面積增大，從而使酶水解效率提高。而不論是從唯一的汽車專用引擎燃料，還是從作為一種混合燃料中的一種添加劑，當(dāng)混合的比例高達(dá) 30%時(shí)都不需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改動(dòng)來看，乙醇一直被認(rèn)為是化石燃料合適的替代者 [1]。因?yàn)樽匀唤缰心举|(zhì)纖維素如麥稈的產(chǎn)量很高，所以使用麥稈作為生產(chǎn)燃料乙醇在原料上不存在短缺問題。其中一個(gè)具有吸引力的選擇就是利用小麥秸稈來生產(chǎn)生物酒精。纖維素酶是一種使纖維素降解為葡萄糖的酶系的總代名詞，它們通過協(xié)同作用，把纖維素分解，產(chǎn)生寡糖和纖維二糖，最終水解為葡萄糖 [6]。初步估算 20xx 年我 國生物質(zhì)能源的有效利用量將占到一次能源總消耗量的 1% ，而到 2020 年將增加到 4%[11]。 對(duì)纖維素酶、酶解作用機(jī)理及其反應(yīng)條件做了簡述。目前比較先進(jìn)的對(duì)于木質(zhì)纖維材料預(yù)處理的方法是資本密集型的。 麥稈可以轉(zhuǎn)化成各種高價(jià)值的臘 制品以及一些能源和化工產(chǎn)品?；趯?shí)驗(yàn)室研究來設(shè)計(jì)一種麥草高效酶水解工藝流程。 將擠壓過的麥草充分混合均勻，在牛皮紙上充分展開，盡量避免堆積，于通風(fēng)干燥處放置一天，此時(shí)麥草水分相對(duì)均一。 卸開小罐，將 預(yù)處理 后的麥草取出。磨漿結(jié)束后，打開前蓋閥門放氣，待磨漿室內(nèi)的壓力降到常壓后，開蓋，將磨好的漿料取出，迅速進(jìn)行第二段磨漿。 在 500 mL 錐形瓶中加入 200 mL， pH 為 的 乙酸 乙酸鈉緩沖溶液，二糖酶和內(nèi)切酶用量為 700 IU/g 和 257 IU/g，底物濃度為 %（質(zhì)量濃度），溫度50 ℃，搖床轉(zhuǎn)速為 160 r/min，水解時(shí)間為 90 h。 （三 ）溶液的配置 （ 1） 20 mg/mL 標(biāo)準(zhǔn)母液：準(zhǔn)確稱取 2 g（精確到 g）經(jīng)過干燥至恒重的葡萄糖分別用純凈水定容 于 1000 mL 的容量 瓶中。其次是加入硫酸的麥草，麥草的形狀明顯發(fā)生變化，預(yù)處理液為黃色。由此可以得出一個(gè)結(jié)論，想要得到較高的糖濃度，就要采用堿預(yù)處理方法 。 圖 26是不同預(yù)處理?xiàng)l件下的底物酶解葡萄糖轉(zhuǎn)化率。麥稈由斜螺旋脫水機(jī)脫水再送入下一段工序。從常壓預(yù)熱器出來，麥稈由卸料料塞螺旋被送到盤磨機(jī)喂料螺旋。 漿料從消潛池出來，然后稀釋、泵送到一段壓力篩。漿渣通過錐形磨腔中心孔送進(jìn)磨漿機(jī)，然后漿料在離心力的作用下分配到錐形磨漿區(qū)。 實(shí)驗(yàn)中，對(duì) 設(shè)備 的不熟悉，實(shí)驗(yàn)時(shí)間過長都導(dǎo)致了有些數(shù)據(jù)結(jié)果不盡如人意。 最后我要感謝學(xué)校給我這次畢業(yè)實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，這不單單是對(duì)我們四年知識(shí)的一個(gè)檢查、復(fù)習(xí)，也是對(duì)我們心靈的一次洗滌，讓我能夠更清楚的認(rèn)識(shí)自己，看到了自己的不足。在他的協(xié)助下完成了實(shí)驗(yàn)。 V28=。 第二節(jié) 工藝流程分段描述 一、 消潛 磨漿之后，漿被收集在消潛池。 喂料螺旋將麥稈輸送至磨片的破碎區(qū)。麥稈進(jìn)入預(yù)浸器，通過雙螺旋機(jī)將麥稈提升至預(yù)浸器內(nèi)液體液位以上，通水以濾出部分液體。 天津科技大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 第三章 工藝設(shè)計(jì) 第一節(jié) 生產(chǎn)工藝流程論述 制漿過程主要包括 麥稈 洗滌、化學(xué)預(yù)處理、高濃磨漿