開題報告生物預(yù)處理秸稈轉(zhuǎn)化能源的初步研究

1、謝謝觀賞畢業(yè)設(shè)計/論開題報告課題名稱生物預(yù)處理秸稈轉(zhuǎn)化能源的初步研究院系專業(yè)班生物工程0901班姓名評分指導(dǎo)教師XXXXXXXXXXX謝謝觀賞畢業(yè)設(shè)計開題報告撰寫要求1.開題報告主要內(nèi)容1）課題設(shè)計的目的和意義；2）課題設(shè)計的主要內(nèi)容；3）設(shè)計方案；4）實施計劃。5）主要參考文獻：不少于5篇，其中外文文獻不少于1篇。2. 撰寫開題報告時，所選課題的課題名稱也不得多于25個漢字，課題設(shè)計份量要適當(dāng)，設(shè)計中必須是自己的設(shè)計內(nèi)容。3. 開題報告的字?jǐn)?shù)不少于2000字（藝術(shù)類專業(yè)不少于1000字），格式按華中科技大學(xué)武昌分校本科畢業(yè)設(shè)計/論文撰寫規(guī)范的要求撰寫。4. 指導(dǎo)教師和責(zé)任單位必須審查簽字。5

2、. 開題報告單獨裝訂，本附件為封面，后續(xù)表格請從網(wǎng)上下載并用A4紙打印后填寫。6. 此開題報告適用于全校各專業(yè)，部分特殊專業(yè)需要變更的，由所在系在基礎(chǔ)上提出調(diào)整方案，報學(xué)校審批后執(zhí)行。xxxxxxxxxxxxxxxxxXX畢業(yè)設(shè)計開題報告學(xué)生姓名學(xué)專業(yè)班系別指導(dǎo)教職稱課題名稱生物預(yù)處理秸稈轉(zhuǎn)化能源的初步研究1 課題研究的目的和意義1.1 目的預(yù)處理技術(shù)是纖維質(zhì)乙醇生產(chǎn)的主要技術(shù)瓶頸之一，生物預(yù)處理技術(shù)因具有低能耗和環(huán)境友好的優(yōu)勢而受到廣泛關(guān)注。白腐菌是目前已知的降解木質(zhì)素最強的微生物.但白腐菌直接對秸稈進行預(yù)處理所得到的糖化率和乙醇的產(chǎn)量并不高，為了顯著提高白腐菌預(yù)處理秸稈所得的糖化率，對白腐

3、菌預(yù)處理秸稈的條件進行了優(yōu)化，通過改變它的培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時間、是否通氧以及培養(yǎng)基中K、MnCaCu等離子的添加，采用分光光度計計算測定其糖化率，得到優(yōu)化的因子為28溫度條件下培養(yǎng)4周，通氧，添加低濃度Mn離子，提供更高的培養(yǎng)基濕度。1.2 意義纖維乙醇作為一種可再生的替代能源，越來越受到重視，纖維素預(yù)處理技術(shù)對纖維素資源的利用及乙醇生產(chǎn)成本的控制起著重要作用。與物理方法和化學(xué)方法相比，生物預(yù)處理可實現(xiàn)溫和條件下有效減弱生物質(zhì)抗性、提高生物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率。而白腐菌是目前已知的降解木質(zhì)素最強的微生物，白腐菌預(yù)處理秸稈優(yōu)化條件的篩選就顯得尤為重要。2課題研究的主要內(nèi)容1.1 設(shè)計主要內(nèi)容前期研究通過對自

4、然界微生物天然腐朽過程的模擬和改造，建立了一個可用于秸稈轉(zhuǎn)化乙醇、油脂等生物能源的仿生預(yù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)的處理效率是目前同類報道中最高的。本研究對這一系統(tǒng)進一步優(yōu)化，擴展該預(yù)處理系統(tǒng)的原料范圍及增強系統(tǒng)穩(wěn)定性，為其工業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容包括：(1)開放條件下生物預(yù)處理研究；(2)生物預(yù)處理體系穩(wěn)定性的研究；(3)影響生物預(yù)處理穩(wěn)定性的主要因素。1.2 設(shè)計路線木質(zhì)素降解升1.3 因子的選擇根據(jù)對白腐菌生長和其降解木質(zhì)素的酶的影響因子中選取了溫度、氧氣、濕度、萩皮、酵母、CuFe、K、MnZn、Ca和Mg作為供選因子，通過測定糖化率、酶活以及不同條件處理后秸稈的組分進行分析比較以篩選出

5、最優(yōu)的條件。3 研究方法3.1 菌株的活化與制備（1）菌株活化：取出保存的PDA菌種，挑出一塊置于平板上，28培養(yǎng)3至4天，備用。（2）液體種子制備：用滅菌后的接種針挑取2-3小塊活化的菌種，置于PDBW養(yǎng)基中，28c下，150r/min搖床培養(yǎng)6d,備用。3.2 不同溫度條件下預(yù)處理秸稈將制好的液體種子吸去PDB上清液，用無菌接種管吸取2ml菌球均勻的灑在已準(zhǔn)備好的玉米秸稈固體接種體培養(yǎng)基上。將三角瓶封口，分別于28，32，,37環(huán)境下培養(yǎng)。每個溫度放置6瓶。氧氣的培養(yǎng)瓶（磨口瓶，連有磨口三通管，用封口膜封閉）放在28環(huán)境下，每三天通氧一次，每次10min。3.3 取樣分別于培養(yǎng)后的2,4,

6、6周取出樣品進行烘干酶解糖化及后續(xù)試驗。3.4 生物質(zhì)酶解糖化白腐菌處理后的秸稈于60c烘多!烘72h,稱取并計算其質(zhì)量損失。3.5 還原糖測定DNS法2,具體方法為：取1.5ml適當(dāng)稀釋的待測液，加入2mlDNS,沸水浴反應(yīng)10min后迅速流水冷卻以終止反應(yīng)，于540nmM定吸光值，根據(jù)樣品吸光值及葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線計算樣品中還原糖含量。同時設(shè)1.5ml蒸餾水與2mlDNS的空白對照。以葡萄糖為參照制作標(biāo)準(zhǔn)曲線：取11支螺口具塞試管，分別加入0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0ml葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.5mg/ml)，用蒸餾水補足至1.5ml,加入2m

7、lDNS沸水浴反應(yīng)10min后迅速流水冷卻以終止反應(yīng)，于540nm測定吸光值。以吸光值為橫坐標(biāo)、葡萄糖濃度為縱坐標(biāo)制作葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線。3.6 木質(zhì)素含量的測定參考Goering和VanSoest法測定固體生物質(zhì)樣品中纖維素與半纖維素含量，纖維素為72蜥酸消化的部分，半纖維素為中性洗滌纖維NDFt酸性洗滌纖維ADF含量之差；參考美國可再生能源實驗室(NREL方法測定酸不溶木質(zhì)素、酸溶木質(zhì)素(acidsolublelignin,ASI)及酸不溶灰分含量，木質(zhì)素含量為AIL與ASL之和。4 實施計劃畢業(yè)設(shè)計共為16周，具體時間進度計劃如表4-1所示：表4-1時間進度計劃表時間工作內(nèi)容第1-2周選題、

8、外文文獻翻譯相關(guān)資料準(zhǔn)備第3-4周查閱文獻，撰寫開題報告并完成答辯，完成外文翻譯掌握課題涉及的方法與操作，根據(jù)實驗要求粉碎大量第4-5周秸稈、制備白腐菌液體種第6-9周開放條件下生物預(yù)處理研究第9-14周生物預(yù)處理體系穩(wěn)定性及主要影響因素研究第15周整理分析數(shù)據(jù)。完成畢業(yè)論文初稿，修改完成定稿第16周答辯資料審查，進行畢業(yè)設(shè)計/論文答辯5 主要參考文獻1 王宜磊，孫迅，鄧振旭.木素生物降解研究進展.微生物學(xué)雜志，1998，18(1)：48-51.2 徐海娟，梁文芷.白腐菌降解木素酶系及其作用機理.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2000，1(3)：51-54.3 武書彬，李夢實.麥草酶解-溫和酸解木質(zhì)

9、素的化學(xué)結(jié)構(gòu)特性研究.林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，2006，26(1)：104-108.4 LiliSong.ThepromotingeffectsofmanganeseonbiologicalpretreatmentwithIrpexlacteusandenzymatichydrolysisofcornstover.BioresourceTechnology.2000,27(4):5-85Yu,HB.FungalTreatmentofCornstalksEnhancestheDelignificationandXylanLossDuringMildAlkalinePretreatmentandEnzym

10、aticDigestibilityofGlucan.BioresourceTechnology,2010,17(101):6728-6734.6 陳洪章.纖維素生物技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.7 BettsWB,DartRK,BallAS,etal.Biosynthesisandstructureoflignocellulose.in:BettsWB(ed.).Biodegradation:NaturalandSyntheticMaterials.Berlin,Germany:pringer-Verlag,1991.139-155.8 楊亞楠，陳亞松，楊敏.利用白腐菌生物預(yù)處理強化秸

11、稈發(fā)酵產(chǎn)甲烷研究.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2007，26(5)：1968-1972.9 DanielCullen.Recentadvancesonthemoleculargenetic.Jour-nalofBiotechnology,1997,53(2-3):273-289.10 BlanchetteRA.Areviewofmicrobialdeteriorationfoundinarchaeologicalwoodfromdifferentenvironments.InternationalBiodeterioration.2000,46(3):189-214.11 劉仁慶.纖維素的化學(xué)基礎(chǔ).北京：科學(xué)出版社，1985.12 高潔，湯烈貴.高分子科學(xué)叢書,纖維素科學(xué).北京：科學(xué)出版社，1996.13 李雄彪，張金忠.纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和生理功能.植物學(xué)通報，1994,11(1):27-33.14 HildenL,JohanssonG.Recentdevelopmentsoncellulasesandcarbohydratebindingmoduleswithcelluloseaffinity.LettersinBiotechnology,2004,26(2):1683-1693.15 TommeP,GilkesN