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随着化石能源枯竭、环境污染严重等问题的加剧,转化生物质资源已成为人们关注的焦点。半纤维素作为木质纤维生物质中第二大生物质资源,在化工能源生产燃料乙醇的方面具有很大的发展潜力。本论文以芒草为研究对象,分析芒草半纤维素的分离、降解以及发酵制燃料乙醇的工艺条件,结合现代分析测试技术手段研究半纤维素的化学成分与结构,为芒草半纤维素在化工生产领域方面的应用提供实验依据。结果如下:(1)采用超声辅助法对半纤维素的提取工艺条件进行研究,确定芒草半纤维素最佳提取工艺条件为:NaOH浓度为12%,料液比为1:20,超声时间为20min,温度为70,反应时间为3.5 h,在此条件下,芒草中半纤维素得率为23.23%,纯度为89.31%。(2)采用元素分析、红外光谱及热失重等分析技术探究了半纤维素的化学组成、结构及热解过程,结果显示,芒草半纤维素的结构主要是以木糖单元为主链,葡萄糖醛酸和阿拉伯糖为侧链所构成的多聚异构体4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸-α-L-阿拉伯糖-D-木聚糖,其化学分子式为(C32H48O27)n;芒草半纤维素的热解过程为失水、主热解、炭化和焦炭的气化4个阶段,主要过程发生在125405,其质量损失约占原料的52.37%,是半纤维素的裂解与燃烧过程。(3)通过芒草半纤维素降解研究得出芒草半纤维素酸降解的最佳条件为:硫酸浓度为0.5 mol/L,料液比为1:50,反应时间为2 h,反应温度为100°C,在此条件下,糖化率为90.07%;酶降解的最佳条件为:活化时间为15 min,活化温度为45,料液比为1:140,反应时间为7 h,在此条件下,糖化率为72.53%。(4)通过芒草半纤维素发酵制乙醇研究得出其最佳发酵条件为:酵母浓度为8%,发酵时间为4 d,酵母用量为20 mL,硫酸铵浓度为1%,葡萄糖为2.5%,硫酸铵用量为10 mL,培养基用量为2 mL,在此工艺下,乙醇得率为1.52 mL/g,降解液的总还原糖转化率为70.94%。