蒸汽爆破预处理对植物纤维素性质的影响

用研制的植物纤维素连续所爆破机对植物纤维素原料的预处理进行了研究,利用扫描电镜（ＳＥＭ）,红外光谱（ＩＲ）和Ｘ－射线衍射仪对汽爆处理后物料的形态结构,物理特性及化学组成的变化进行了分析,研究结果表明,汽爆预处理方法对 物料的物理结构及化学组成有一系列蝗影响,汽爆使物料的粒度变小,Ｘ－射线衍射峰变明显,处理物料红外光谱的某些峰强度减弱,半纤维素变化较大,处理后的物料易于酶解。     

富镉水稻秸秆纤维素酶解效率的研究

以不同镉含量的水稻秸秆(稻秆)为原料,在常温常压下分别用10%氢氧化钠(NaOH)和过氧乙酸(PAA)进行预处理,利用GC-MS对稻秆纤维素的酶解效率进行研究。结果表明:10%NaOH预处理对稻秆中的镉含量没有显著影响;PAA预处理后稻秆残渣中镉含量降低了80%以上,说明PAA具有去除稻秆中镉的作用;10%NaOH+PAA复合预处理显著改变了稻秆纤维的表面结构,提高了稻秆纤维素的酶解效率;稻秆中的镉含量越高,复合预处理后的酶解效率和葡萄糖产量越高;未经预处理的富镉稻秆纤维素酶解效率和葡萄糖产量均低于无镉稻秆。     

影响纤维素酶解的因素和纤维素酶被吸附性能的研究

本文以预处理的木质纤维素的结晶纤维素为材料,研究纤维素的吸附过程及影响酶 主要是而探讨纤维素酶解机制。     

碱性双氧水法预处理木质纤维素

在采用木质纤维素制备燃料乙醇工艺中,纤维素酶对纤维素物质的可及性对纤维素的酶解过程非常重要,木质纤维素物质的预处理过程就是通过溶解木质素、半纤维素以及破坏纤维素的结晶结构,以提高纤维素酶的可及性.采用碱性双氧水法处理木质纤维素,应用部分重复因子设计的实验方法考察了反应时间(tR)、反应温度(Te)、双氧水用量(ch)、液固比(Vr)和 NaOH浓度(cb)5个因素对预处理效果的影响,确定tR＝18 h、Te＝70℃、ch＝1%、Vr＝8 g·L-1、cb＝10 g·L-1为较优化的条件.     

瞬间弹射蒸汽爆破联用化学法预处理玉米秸秆的组分和酶解分析

以瞬间弹射蒸汽爆破(instant catapult steam explosion, ICSE)为基础,联用稀酸法、碱法、氨水法、有机溶剂法以及离子液体法进行预处理,对不同方法采用组分和酶解分析,以探索出一种绿色和高效的预处理方法.ICSE处理后的物料能够显著促进传统的化学预处理过程,其中ICSE与碱法联用预处理的糖收率最高,达到了77.54%,而ICSE与离子液体联用预处理后糖收率比单纯使用离子液体提高了7.78倍,达到了60.04%.选取ICSE与离子液体联用预处理过程作为最优预处理方法,并对其采用傅里叶-红外光谱、X射线晶体衍射和扫描电镜进行表征,经ICSE处理后玉米秸秆变得蓬松且不完整,半纤维素组分减少,促进离子液体对于纤维素的溶解;而与离子液体联用预处理后,物料纤维素和木质素相应官能团吸收峰增强,纤维素结晶构型由纤维素-Ⅰ型转变为纤维素-Ⅱ型,结晶指数降低.     

碱预处理糠醛渣性质及其纤维素酶解研究

以糠醛渣为原料进行碱法预处理,对比了处理前后的样品成分、结晶度、表面特性、红外谱图的变化以及对纤维素酶解的影响。研究结果表明：经NaOH处理样品,木质素脱除量随着温度升高而增加,120℃处理后的样品木质素脱除了10.22%,而碱性过氧化氢处理样品木质素脱除率达到12.6%。NaOH预处理后的样品酶解糖化率随处理温度的升...     

玉米芯氨水预处理及酶解工艺研究

为有效提高木质纤维素酶解转化率,文中以玉米芯为研究对象,在常压中温下采用氨水浸泡工艺处理原料,考察了预处理条件对木质素脱除率和纤维素、半纤维素酶解转化率的影响规律。确定了最适预处理条件:氨水质量分数为15%、固液质量体积比为1∶6 g/mL、反应温度为60℃和预处理时间为12 h。该条件下纤维素、半纤维素回收率和木质素脱除率分别为94.5%,86.7%和48.1%;在每g葡聚糖加入30 FPU纤维素酶和60 CBUβ-葡萄糖苷酶条件下,酶解24 h后纤维素和半纤维素酶解转化率分别可达83.0%和81.6%。     

NaOH/AQ预处理对玉米秸秆脱木质素及酶解性能的影响

对玉米秸秆进行氢氧化钠/蒽醌(NaOH/AQ)去木质化预处理,考察了预处理温度、时间和NaOH用量对玉米秸秆脱木质素程度的影响,并探讨了脱木质素程度对提高预处理后物料酶解性能的影响。L9(34)正交试验得出较适宜预处理工艺条件为:温度160℃,时间60 min,NaOH用量(以绝干原料质量计)2.8%;其他条件为AQ用量0.05%,固液比1∶5(g∶mL),此时木质素脱除率为75%,酶解后聚糖转化率达到73.79%。随着物料脱木质素程度的提高,其酶解效率相应增加;当木质素脱除率达到一定程度后,预处理后的聚糖转化率达到最大值,继续提高木质素脱除率,聚糖转化率反而降低。响应面优化的酶水解工艺条件为纤维素酶用量30 FPU/g,β-葡萄糖苷酶10 IU/g,反应时间72 h,温度50℃,底物质量分数2.5%,此时还原糖得率为85.62%。对酶解液进行HPLC分析,酶解液中的葡萄糖质量浓度为14.83 g/L,木糖质量浓度为4.83 g/L。XRD分析显示,预处理前后纤维素的晶型没有变化,而结晶度由31.40%提高至46.91%,表明物料中木质素和半纤维素发生了不同程度的溶出。     

碱性过氧化氢预处理对稻草秸秆酶解的影响

木质纤维素生物转化的关键是预处理和酶解,为了提高木质纤维素的生物转化效率,在温和条件下对稻草秸秆进行弱碱性过氧化氢处理。研究了稻草秸秆处理固液比、过氧化氢和纤维素酶添加量对酶解糖化的影响,结果表明:稻草秸秆固液比为800 g/L,过氧化氢添加量为0.125 g/g,酶解时纤维素酶浓度25 FPU/g底物为较好,红外分析表明稻草秸秆处理后,秸秆纤维素的结晶度和木质素含量都有所下降,促进了生物转化后续过程中的酶解糖化。     

木质纤维素新型预处理与顽抗特性

木质纤维素是地球上最丰富的可再生生物质资源,其中纤维类多糖的酶催化降解是木质纤维素生物精炼的关键环节之一。对木质纤维素进行预处理,破坏底物的顽抗特性,是实现木质纤维素高效酶解糖化的必要途径。为此,各国学者围绕预处理技术开发以及底物顽抗特性开展了大量研究,本文对近几年来在这两方面取得的最新成果进行了综述和分析。在预处理方面,重点介绍了组合预处理、低温预处理、绿色溶剂与电化学预处理4类新型预处理技术,并对预处理效果与技术优势进行了评价;在底物顽抗特性方面,综述了木质素、结晶度、酶可及度等不同顽抗特性对纤维素酶解的影响规律,重点总结了近年来顽抗特性研究方面的新方法、新认识与新理解。上述研究成果有助于了解当前木质纤维素预处理研究的导向以及明确制约纤维素酶解的关键因素,为设计和筛选适宜的预处理方式、深刻理解纤维素酶解机制提供基础和指导。     

预处理结合纤维素酶处理对醋酯纤维降解的研究

采用纤维素酶降解经氢氧化钠预处理过的醋酯纤维,考察了pH值、温度、酶用量、处理时间以及助剂对酶解效果的影响,并初步探索了超声波对氢氧化钠预处理效果的影响。结果表明,氢氧化钠预处理后,使用纤维素酶降解醋酯纤维的工艺条件为:pH值4.5,温度55℃,酶用量3 mL/L,反应时间4 h;使用超声波辅助氢氧化钠预处理后,醋酯纤维的取代度较单一碱处理略有降低,酶解活性提高;在纤维素酶催化水解反应中,加入非离子表面活性剂可以提高醋酯纤维的酶解效果。     

Effect of LHW,HCl, and NaOH pretreatment on enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse: sugar recovery and fractal-like kinetics

Conversion of lignocellulose to sugars involves two main processes, namely pretreatment and enzymatic hydrolysis. Lignocellulose pretreatment leads to the degradation of enzymatic recalcitrance of substrate for achieving efficient saccharification. In this study, liquid hot water (LHW), hydrochloric acid (HCl), and sodium hydroxide (NaOH) were as reagents used to pretreat sugarcane bagasse (SB). Results showed that LHW, HCl, and NaOH pretreatment could solubilize 95.3%, 94.7% xylan and 88.7% lignin, respectively. Enzymatic hydrolysis of pretreated SB showed that the maximum glucose (26.0?g/L) and xylose (12.7?g/L) concentration were produced by NaOH pretreatment, and slightly more glucose and less xylose were produced after HCl pretreatment compared to LHW pretreatment. Addition of Tween 80 or xylanase could significantly improve both glucose and xylose production. At 48?h, the glucose increase for LHW, HC1 and NaOH pretreatment was 38.3%, 26.4% and 8.0%, respectively, and the xylose increase for them was 35.0%, 24.9% and 1.7%, respectively. Fractal-like kinetics showed that the value of rate constant increased after the addition of Tween 80 or xylanase, and the efficiency of enzymatic hydrolysis mainly depended on rate constant other than fractal dimension of substrate. Totally, substrate accessibility was dominated for efficient of lignocellulose to sugar compared to enzyme loading. The application of fractal-like theory on the heterogeneous enzymatic hydrolysis of lignocellulose was quite successful.     

深度共熔溶剂预处理木质纤维素生物质研究进展

木质纤维素生物质转化为生物燃料或化工产品一般需经历预处理、酶解及发酵过程，因其复杂的化学结构，在酶解前通常进行预处理以破坏其致密结构，提高酶与纤维素的可及性。深度共熔溶剂（DES）是一类新型的“绿色”溶剂，具有制备简单、价格低廉、性质可调、可生物降解、可循环使用等优势，可有效去除木质素组分，同时保留大部分纤维素，在生物质预处理方面具有巨大的潜力。本文介绍了DES的构成、分类及理化性质，总结了DES预处理对生物质组分的影响，并对预处理效果的影响因素如底物和DES的类型、溶剂黏度、温度、生物载量、微波及超声波辅助工艺和两阶段处理工艺等方面进行分析，探讨了DES和生物的相容性，最后针对DES存在的问题及缺点，提出了理性设计和大规模利用DES的机遇与挑战，本文可为实现生物质的低成本预处理和高价值利用提供新的思路。     

木质纤维素燃料乙醇生物转化预处理技术

由丰富的木质纤维素资源制备乙醇有利于缓解能源紧缺、减少环境污染、实现可持续发展.然而某些物理、化学因素阻碍了木质纤维素中纤维素和半纤维素的转化和利用.预处理引起物理和/或化学上的变化,主要目的是改变或去除各种结构和(或)化学障碍,增加纤维素酶解率和转化效果,是一系列纤维素乙醇转化技术中的关键和核心.本文就纤维素乙醇生物...     

慈竹机械浆（RMP）氨法预处理工艺研究

研究了在氨水中添加少量KOH或K3PO4预处理慈竹机械浆(RMP)的工艺。考察了预处理条件对酶解还原糖产率的影响。单因素实验得到氨水加KOH最佳预处理条件为:预处理温度120℃、固液比〔即1 g绝干浆加入液体的体积(mL),下同〕1∶6、时间3.5 h、氨水用量70%(即氨水质量占绝干浆质量的百分数,下同)、KOH用量5%(即KOH质量占绝干浆质量的百分数,下同)。在此最佳条件下,慈竹RMP的纤维素保留率为90.66%,半纤维素保留率为92.90%,木质素脱除率为41.05%;在pH=4.8、加酶量20 FPU/g预处理后底物、反应温度50℃的条件下酶解24 h,还原糖产率为23.95%,纤维素转化率为44.61%。虽然氨水加K3 PO4预处理酶解纤维素转化率可达56.95%,但是纤维素保留率仅为74.59%,与氨水加KOH相比,纤维素损失较大。     

低共熔溶剂预处理杨木水解渣拆解木质素

为高效去除木质纤维素中的木质素,获得富含纤维素的底物,实现木质纤维素组分的单一分离与组分全利用,制备合成了6种三元低共熔溶剂（deep eutectic solvent, DES）,利用DES预处理已去除半纤维素的杨木水解渣,研究了6种低共熔溶剂对木质素去除和纤维素保留的影响,并优化获得了最佳的预处理工艺参数。结果表明,6种DES中苄基三乙基氯化铵-乙二醇-氯化铁（T-EG-Fe）的预处理效果最优,木质素去除率为80.46%,纤维素保留率为90.81%。优化得到T-EG-Fe预处理杨木水解渣最佳工艺条件为：反应固液比为1∶15,反应温度为130℃,反应时间为5h,在最优条件下预处理得到的固体残渣中纤维素质量分数为92.78%,木质素质量分数为5.33%。T-EG-Fe具有高效拆解木质素的潜力,在木质纤维素预处理过程中具有一定的应用价值。     

木质纤维素预处理技术研究进展

木质纤维素转化燃料乙醇一般需要经过原料预处理、酶水解和发酵过程。由于木质纤维原料化学结构复杂、直接酶解效率非常低，一般在酶水解之前需要进行适当的预处理以打破其致密结构，增加纤维表面积，提高后续纤维素酶的可及性。预处理程度直接影响纤维底物后续酶水解的效果。本文在木质纤维素常用预处理技术分析的基础上，重点讨论了3种相对高效的预处理技术：微波辅助离子液体预处理、两阶段深度共熔溶剂（DES）预处理和氯化铁预处理技术，分析了它们的优势、不足及发展现状。文中指出微波辅助离子液体预处理可有效解构木质素和半纤维素，破坏纤维素结晶区域，利于后续酶解，但微波加热过程会使离子液体分解和部分底物碳化。两阶段DES预处理可有效提高酶水解效率，但是预处理后原料中残留的DES可能会对后续反应中纤维素酶和微生物产生抑制作用。氯化铁预处理可有效破坏木质素与碳水化合物间的结合键，脱除底物中的半纤维素，而对木质素和纤维素降解较少，具有很好的发展前景。由于单一预处理技术的局限性，寻求低成本高效的联合预处理技术将是未来重点发展的方向。     

不同预处理条件下纤维素的结构变化及其在DMAc／LiCI中的溶解

介绍了乙二胺、氢氧化钠和高温等三种不同的纤维素预处理方法。研究预处理后纤维素的结构变化，讨论预处理过程中的转化机理，并通过X射线衍射对纤维素结晶度的变化进行表征，证明乙二胺预处理后纤维素的结晶度下降最大。纤维素经过预处理后可以溶解在DMAc／LiCI中，讨论其溶解机理，通过对比三种预处理纤维素的溶解性能，表明经过乙二胺预处理之后的纤维素在DMAc／LiCI中溶解性能最好，氢氧化钠预处理的纤维素次之，高温预处理的纤维素溶解性能相对较差。