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第1章 緒論1 1.1生物質資源化的意義1 1.2羧酸鹽平臺-VFA生產4 1.2.1厭氧發酵機理5 1.2.2厭氧發酵類型及路徑6 1.2.3厭氧發酵過程中典型的功能細菌11 1.2.4揮發性脂肪酸的資源化應用13 1.3厭氧發酵影響因素16 1.3.1底物類型16 1.3.2pH17 1.3.3溫度18 1.3.4有機負荷20 1.4木質纖維素類來源與特徵20 1.4.1纖維素21 1.4.2半纖維素21 1.4.3木質素22 第2章 木質纖維素類生物質預處理技術24 2.1生物質預處理方法概述24 2.1.1物理預處理24 2.1.2化學預處理25 2.1.3生物預處理26 2.2白腐真菌預處理木質纖維素類生物質27 2.2.1白腐真菌預處理概述27 2.2.2白腐真菌降解木質素機理29 2.2.3白腐真菌預處理主要影響因素31 2.3瘤胃微生物預處理概述33 2.3.1瘤胃微生物對木質纖維素的降解機制35 2.3.2瘤胃液轉化木質纖維素原料36 2.4木質纖維素的利用現狀37 2.4.1加工成型38 2.4.2堆肥38 2.4.3粉碎覆蓋38 2.4.4食用菌栽培38 2.4.5化工原料轉化39 2.4.6直接燃燒39 2.4.7生物質能源轉化39 第3章 蘑菇渣發酵產酸41 3.1蘑菇渣厭氧發酵產酸41 3.1.1實驗材料與方法42 3.1.2底物濃度對蘑菇渣發酵產酸的影響45 3.1.3pH對蘑菇渣發酵產酸的影響49 3.2白腐真菌預處理促進蘑菇渣產酸55 3.2.1實驗材料與方法56 3.2.2白腐真菌預處理對蘑菇渣厭氧發酵的影響61 3.2.3白腐真菌預處理蘑菇渣的機理分析66 3.3蘑菇渣和剩餘污泥共發酵促進厭氧發酵產酸73 3.3.1實驗材料與方法74 3.3.2蘑菇渣與剩餘污泥共發酵對產酸的影響76 3.3.3蘑菇渣與剩餘污泥共發酵過程中的底物降解規律79 3.3.4共發酵產酸過程的數學模擬83 第4章 厭氧發酵定向產丙酸、戊酸機理分析87 4.1實驗材料與方法87 4.2厭氧顆粒污泥反應器的穩定運行91 4.2.1反應器內污泥顆粒化過程91 4.2.2不同pH條件下反應器穩定運行概況及產物組成92 4.2.3厭氧顆粒污泥內部結構及生理特徵94 4.3微生物群落分析95 4.4批式迴圈分析97 4.5發酵路徑分析100 第5章 瘤胃液預處理促進稻草厭氧發酵產酸產甲烷104 5.1實驗材料與方法105 5.1.1瘤胃液微生物群落結構分析111 5.1.2瘤胃液預處理後稻草殘渣的表面形態和結構分析115 5.2瘤胃液預處理稻草效果116 5.2.1瘤胃液預處理稻草產酸效果116 5.2.2甲烷發酵效果121 5.2.3動力學分析125 5.3底物濃度對瘤胃液預處理過程中揮發性脂肪酸的影響128 5.3.1底物濃度對瘤胃液預處理過程中生物質降解的影響131 5.3.2底物濃度對瘤胃液預處理過程中生物氣的影響132 5.4預處理底物濃度對後續厭氧消化產甲烷的影響134 5.5瘤胃液預處理對微生物群落結構的影響136 5.5.1瘤胃液樣品基因組DNA提取137 5.5.2PCR擴增結果138 5.5.3優化序列統計138 5.5.4細菌群落豐度及多樣性139 5.5.5細菌群落差異性分析141 5.5.6細菌群落組成分析143 5.6瘤胃液預處理稻草殘渣特性149 5.6.1瘤胃液預處理前後稻草殘渣表觀和微觀結構149 5.6.2瘤胃液預處理後稻草殘渣的化學成分150 5.6.3瘤胃液預處理後稻草殘渣的結構151 5.6.4瘤胃液預處理後稻草殘渣的結晶度152 第6章 白腐真菌預處理促進沼渣發酵產酸156 6.1實驗材料與方法157 6.2白腐真菌預處理對沼渣厭氧發酵效果的影響158 6.2.1白腐真菌預處理對沼渣發酵VFA產率的影響158 6.2.2白腐真菌預處理對固體沼渣發酵液中VFA組分的影響161 6.2.3氮磷在厭氧發酵過程中的釋放162 6.3白腐真菌預處理沼渣的機理分析162 6.3.1預處理過程中白腐真菌在沼渣上的生長162 6.3.2白腐真菌預處理對沼渣木質纖維素組分的影響164 6.3.3白腐真菌預處理過程中胞外木質素降解酶活性的變化166 6.3.4沼渣表面形態168 6.3.5白腐真菌預處理過程中固體沼渣pH的變化169 第7章 微波-堿預處理、超聲-堿預處理和球磨預處理方法對瘤胃液預處理稻草殘渣產乙醇發酵的影響172 7.1實驗材料與方法173 7.2預處理前後稻草殘渣的表觀結構176 7.3預處理前後稻草殘渣主要成分變化176 7.4預處理前後稻草殘渣的微觀結構178 7.5預處理前後稻草殘渣的紅外光譜分析179 7.6預處理前後稻草殘渣的結晶度181 7.7預處理前後稻草殘渣的比表面積182 7.8預處理方法對稻草殘渣酶解糖化和乙醇發酵的影響183 參考文獻188
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