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利用芒蔗葉經由水解及電透析生產還原糖之前處理研究

為了解決台糖95酒精4公升的問題,作者陳柏翰 這樣論述:

本實驗之芒蔗是台糖公司將芒草和甘蔗雜交育種而來的品種,其葉子生成快速且泛纖維素含量高達72.49%,是未來具發展潛力的生質原料。 木質纖維素是地球上蘊藏量最豐富之再生天然資源。木質纖維素可利用高濃度酸在低溫或低濃度酸在高溫水解為單醣,供後續微生物進行醱酵,但是缺點為,1.酸會對容器造成腐蝕,2.酸水解後需用大量鹼性物質調整酸鹼值,3.僅能釋放出50-60%理論值之單醣量,4.酸水解會釋放furfural、5-hydroxymethyl-furfural等不利醱酵的抑制物生成。因此,本實驗探討經前處理之芒蔗葉水解效果,以及電透析回收酸的最適化評估。本實驗提出,在固液比1:5,溫度30

oC的條件下,以4 wt%氫氧化鈉溶液浸泡芒蔗葉6小時,洗淨後的芒蔗葉浸泡在固液比1:5之5 wt%硫酸、1.2大氣壓力、溫度為121oC之條件下酸水解2小時,可得產率0.375 g/g,泛纖維素轉化率53.34 %。考量用電成本與硫酸溶液的回收,本實驗採用電透析程序,其最佳操作電壓梯度為4 V/cm、處理時間為160分鐘之環境,如此處理批次1.5公升所需能量約0.087 kWh,而硫酸回收率可達95 %以上。電透析系統可以將酸有效回收並且重複利用,可大幅降低製作還原糖所需成本。