海藻预处理生产发酵性糖的研究开题报告
2020-04-14 17:27:14
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述
摘要:替代传统化石燃料,再生能源乙醇,具有燃烧安全、效率高、无污染等特点,燃料乙醇的开发成了重要的研究课题。藻类植物含有大量的碳水化合物,而这些碳水化合物能够被细菌、酵母菌等微生物直接或间接发酵转化为燃料乙醇。本文综述了利用海带等藻类预处理可发酵性糖的方法和研究进展。
关键词:海藻,生物质能源,燃料乙醇,预处理
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
一、研究的问题:
本课题使用稀酸热处理方法,探讨如何提高藻基乙醇原料制备发酵性糖的转化效率。在预处理时,对温度、底物浓度、酸浓度以及持续时间4个因素进行正交实验设计,得出最显著的影响因素,以优化预处理效果。同时,采用合理高效的分析方法检测出水解液中单糖的含量。
二、研究手段:
可以看出,海藻预处理成发酵性糖这一步骤的精细化与成本和乙醇得率息息相关,本课题将采用热稀酸预处理的方法,对预处理的温度、底物浓度、酸浓度以及热处理时间进行4因素5水平单因素实验,再经正交分析得出最佳水解条件以高效地产出发酵性糖。
2.1进行预处理前,我们首先要测定原料各组分的含量,方法如下:
1)灰分的测定使用灼烧法;
2)粗蛋白的测定采用凯式定氮法;
3)粗纤维的测定:藻体加蒸馏水,NaOH,防沫剂反复抽滤再烘干,记下坩埚重量W1,将此坩埚放入马福炉,灼烧至恒重,降温取出,此时坩埚重量W2。
粗纤维含量(%)=(W1-W2)/W *100% (W为样品重量) ;
4)粗脂肪的测定:索氏提取法;
粗脂肪含量(%)=(w1-w2)/w * 100%
w1为提取瓶及脂肪重量(g); w2为提取瓶重量(g);w为样品重量(g)
5)总糖与还原糖的测定:苯酚硫酸法和DNS试剂法。
2.2设计正交实验如下:
因素 水平 |
温度 (℃) |
底物浓度(w/v) |
酸浓度 (v/v) |
热处理时间 (h) |
1 |
50 |
1% |
0.2% |
0.25 |
2 |
80 |
2% |
0.4% |
0.5 |
3 |
100 |
3% |
0.6% |
0.75 |
4 |
120 |
5% |
1% |
1 |
5 |
130 |
10% |
3% |
1.25 |
表1 L25(54)正交设计表
按照上表进行实验,使用DNS法测定还原糖,总还原糖产率=还原糖质量/海带粉质量#215;100%,结果取平均值。
所得数据,对每个影响因素进行R值分析。R表示各影响因素的总还原糖产率最大均值与最小均值的差值,差值大小能反映各影响因素对水解效果大小的影响。
再进一步对正交试验结果进行方差分析,包括偏差平方和、自由度、显著性等。这两步分析可得出各因素对水解效果影响的大小顺序,并加以计算分析可以得到使水解效率达到最高的最佳反应条件。