稻草制备木糖稀酸水解工艺研究

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摘要：稻草是一种重要的生物质资源，分布广、数量大，本论文以稻草秸秆为原料，采用稀酸预处理工艺，降解稻草秸秆中的半纤维素组分以制备木糖水解液。论文重点研究了木糖制备的稀酸水解工艺过程，利用紫外分光光度计和高效液相色谱（HPLC）对木糖溶液进行初步的分析，优化出较佳的稀酸水解工艺。实验结果表明：当稻草秸秆与2.5%的稀硫酸溶液以固液比1:25、反应温度为115℃、反应时间为2小时时，可以获得较好的稀酸水解效果，水解液总糖含量为14.045g/L，水解后总糖得率达到17.556%，水解产物主要含有木糖、葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖等，稻草制备木糖的得率为6.516%。53393

毕业论文关键字：稻草，木糖，稀酸水解

Abstract：Rice straw is an important biomass resource which is widely distributed with large quantity. In this paper, rice straw was used as raw material to prepare xylose and dilute acid pretreatment technology was adopted to make the hydrolysis of hemicellulose in rice straw. The ultraviolet spectrophotometer and high performance liquid chromatography (HPLC) were carried on to analyse xylose solution and the condition of dilute acid hydrolysis was optimized. The optimized condition of dilute acid hydrolysis of hemicellulose was as followed: the rice straw was mixed with 2.5 % dilute sulphuric acid solution by solid-liquid ratio of 1:25, reaction temperature was 115 ℃, reaction time was 2 h then the content of total sugar from hydrolysis could reach to 14.045 g/L with hydrolysis efficiency of 17.556%. The hydrolysis product mainly contained xylose, glucose, arabinose, galactose. The yield of xylose was 6.516%.

Key words: straw, xylose, dilute acid hydrolysis

1.绪论 4

1.1选题背景和意义 4

1.2生物质基本组成 4

1.3半纤维素的水解 7

2.稻草半纤维素水解制备木糖液 7

2.1实验材料 7

2.2实验步骤 8

2.2.1木糖液制备及其组分分析 8

2.2.2不同酸水解条件工艺比较 15

结论 18

参考文献 19

致谢 21

1.绪论

1.1选题背景和意义

随着社会的发展，人类对能源需求大大增加，长期以来，人类所利用的能源主要是煤、石油和天然气等化石类燃料，但化石类燃料资源的有限性及不可再生性所导致的能源缺乏成为阻碍社会发展的障碍，专家估计，可开采石油储量仅还可供人类使用大约50年，天然气还可用75年，而煤炭则为200-300年[1]。所以，我们应该寻找可再生能源来代替这些不可再生资源。源'自^优尔],论`文'网]www.youerw.com

我国是一个农业大国，具有巨大的农业资源，其中作物秸秆年产量达6亿吨左右。稻草是我国的农作物秸秆主要废弃物之一，稻草的应用主要集中在传统用途，如作为食草动物的饲料、柴禾、造纸的原料和肥田等，无更有效的开发利用。农村传统的方式是将稻草大量焚烧，既破坏了生态平衡，造成土壤衰竭，也污染了环境，并释放出大量温室气体,导致全球气候变暖[2]。所以我们要开发利用这些废弃物，防止浪费资源和污染环境。

木糖是一种戊糖，其结构如图1所示。天然D-木糖是以多糖的形态存在于植物中。因为它们特别在农产品的废弃部分中（例如玉米的穗轴、秸秆）含量很多。木糖为白色结晶或结晶性粉末，易溶于水。木糖可以发酵转化为酒精减少对不可再生资源的消耗，在医药、食品等方面也有广泛的应用，而且可以利用农作物废弃制作木糖，既增加了农民收入，也减少了对环境的污染，一举多得[3,4]。