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1. 研究目的与意义
木质纤维素的水解一直以来是高效综合利用木质纤维素类废弃物的制约性步骤;本课题主要围绕国际主流的几种预处理方法对特征木质纤维素的预处理进行研究,以期微生物对水解后的木质纤维素获得较高产氢得率。通过对多种预处理方法如酸法、碱法和酶法分别对木质纤维素的预处理的进行比较研究,利用显微技术、色谱和质谱等有关仪器对水解后的木质纤维进行综合比较,在此基础上利用微生物对各种预处理后的木质纤维素进行发酵产氢,以期考察各种预处理方法对木质纤维素类废弃物预处理应用中的效果,并对可行性进行分析,为各项预处理的实际应用提供一定的理论基础和技术指导。
2. 国内外研究现状分析
通过生物技术方法合成氢气被认为是发展绿色能源市场的重要途径。发酵产氢的第一篇报道可以追溯到上个世纪七十年代早期[2]。之后,氢气发酵各个方面的研究,包括底料的使用、反应器的设计、微生物群落结构、代谢途径、氢化酶的修正、后发酵等,得到了迅速的发展。尤其是在过去的五年里,发展更为迅速。尽管发酵产氢过程伴随着副产物如挥发性脂肪酸的生成,但该转换仍被认为具有较好的发展前景[3]。从技术的角度看,对于未来更好的利用,连续运行的生物反应器最为理想。但是,只有少数研究是基于含糖丰富的污水[4],利用结构复杂的固体材料的,尤其是木质纤维素[1],更是少之又少。然而,这些研究方向的未来发展对于工业和经济上的可行利用又是必不可少的。
lcb预处理技术在成本和工艺难度(抑制剂形成和去除)以及连续操作方面是限制lcb-h2方案可行性的障碍。生物炼油厂(预处理、上游)和产品回收即h2(未水解生物质的发酵和增值、下游)之间的知识差距应该被提出,以使lcb-h2具有可持续性和可行性。
参考文献
3. 研究的基本内容与计划
1、使用多种预处理方法如酸法、碱法和酶法分别对木质纤维素进行预处理,利用显微技术、色谱和质谱等有关仪器对水解后的木质纤维进行综合比较。
2、在此基础上利用微生物对各种预处理后的木质纤维素进行发酵产氢,以期考察各种预处理方法对木质纤维素类废弃物预处理应用中的效果,并对可行性进行分析。
4. 研究创新点
研究比较不同预处理对木质纤维素的处理效果,并利用预处理后的木质纤维素进行发酵产氢,从水解后的木质纤维成分、产氢量、产氢率多角度考察各种预处理方法对木质纤维素类废弃物预处理应用中的效果。
