有机酸对甜高粱渣亚临界水解产物的影响

半纤维素的高效转化是提高甜高粱渣原料全组分利用的关键技术之一。采用亚临界水热预处理方法,并将强度因子R₀引入研究过程,考察了不同温度（160~200℃）和反应时间（10~60 min）对甜高粱渣水解反应的影响。在这基础上,进一步考察了多种有机酸（乳酸、醋酸及乳酸+醋酸）对亚临界水解效果的影响。实验表明,当强度因子lgR₀=3.96（180℃,40 min）时,采用不外加酸的亚临界水热预处理工艺得到的最大木糖浓度为4.79 g·L^-1;有机酸的加入可强化水解反应,提高木糖浓度;与单一乳酸或醋酸处理方法相比,加入同浓度的乳酸+醋酸既可以促进半纤维素水解,又可以抑制副产物生成;在温度180℃,时间40 min,乳酸+醋酸（乳酸：醋酸=6：4）的浓度1%（质量）的条件下,木糖浓度为7.92 g·L^-1。     

草酸水解甜高粱秸秆渣的Saeman动力学模型

利用草酸作为催化剂水解甜高粱秸秆渣制备木糖,测定了不同温度下的木糖收率和副产物糠醛产量;依据半纤维素水解的Saeman模型,计算得到了木聚糖水解和木糖降解的动力学数据,其活化能分别为5.89×104,1.38×104J/mol。分析结果表明:木聚糖水解反应速度快,但是生成的木糖容易发生降解;模型最优化反应条件为125℃和77min,实验得到的木糖收率为52.11%。草酸作为一种有机酸,能够用于催化半纤维素水解制备木糖,副产物糠醛的产率较低。     

高温液态水中甜高粱渣半纤维素水解及其机理

为了回收甜高粱渣中的半纤维素衍生糖并了解其水解机理,在自行设计的Flowthrough反应器中对甜高粱渣进行了高温液态水水解,分别考察了不同反应温度和反应液流量下水解液中产物的生成情况。研究表明,相对葡萄糖和阿拉伯糖而言,木糖的生成受反应温度和反应液流量影响更大。温度高于195 ℃时糖降解加剧,总木糖浓度不断降低;低流量（5 ml?min-1）条件下生成的木糖不能被及时排出而进一步降解。通过产物分析可知,甜高粱渣半纤维素中含有典型的O-乙酰基-4-O-甲基葡萄糖醛酸基阿拉伯糖基木聚糖结构,木糖、葡萄糖、阿拉伯糖、各种低聚糖、乙酸和葡萄糖醛酸等是半纤维素水解的直接产物,糠醛和5-羟甲基糠醛等是糖类的降解产物, 甲酸等小分子酸是它们的进一步降解产物。     

木糖制备糠醛的工艺

利用高压反应釜,以工业级纯木糖水溶液为原料,醋酸为催化剂对木糖脱水生成糠醛的间歇水解工艺条件进行了研究.考察了催化剂浓度、温度和木糖溶液初始浓度对糠醛收率的影响.在一定木糖初始浓度和醋酸浓度下糠醛收率先随着温度的升高而增加,达到一个极大值后温度升高收率下降;在不同催化剂浓度下,糠醛收率均在反应温度180℃时达到极大值;在反应温度和木糖初始浓度相同时,糠醛收率随醋酸浓度增加呈显先增加后降低的变化趋势;在反应温度和醋酸浓度相同条件下,糠醛最大收率与木糖初始浓度有关.最佳反应条件下木糖脱水环化生成糠醛的收率可达80%.     

丙酸预处理秸秆的化学降解

选择催化效率高的固体酸SO42-/Fe2O3催化剂催化水解秸秆。用不同浓度的丙酸对秸秆进行预处理,考察了反应温度、反应时间、催化剂与秸秆的质量比以及有机酸的浓度等因素对秸秆水解反应的影响。结果表明:在丙酸浓度为100g/L、温度为120℃、m(催化剂)∶m(秸秆)为2.5∶1的条件下固体酸催化水解秸秆反应1h,得到的总糖含量最高为51.77%,比未经过预处理的总糖含量高6.41%。     

浓硫酸水解废弃木糖渣的工艺研究

采用单因素试验法探讨浓H2SO4水解木糖渣制还原糖的影响因素。木糖渣在浓H2SO4作用于水浴温度下进行水解,其较佳的工艺条件为:酸固比(质量比)5∶1,浸泡时间2.5 h,浸泡温度35℃,水解酸浓度45%,水解时间60 min,水解温度90℃,还原糖产率为90.1%。得到还原糖产率高于稀酸水解还原糖产率,且条件温和。为木糖渣的再利用提供了一条环保的生产途径。     

亚临界水中大豆渣水解制备氨基酸工艺研究

豆渣是大豆加工过程中的主要副产物。今在亚临界水中对豆渣水解制备氨基酸的生产工艺进行了研究,为大豆的综合利用开辟了一条新的途径。利用氨基酸分析仪对水解产物中的氨基酸进行定性和定量分析,实验结果发现,大豆渣水解后可得到17种氨基酸。考察了反应温度、反应时间、物料浓度以及CO2分压对氨基酸总收率的影响,并进行正交试验。研究结果表明,亚临界水解法高效快速,工艺简单,CO2气体的加入有利于增加氨基酸总收率,较佳的水解工艺条件为:T=200℃,P(CO2)=3.0 MPa,w=5.0 mg mL 1,t=15 min,氨基酸的总收率为14.25%。     

木糖渣的有机溶剂预处理及酶解性能

木糖渣是玉米芯经稀酸处理提取木糖后的残余物,一般作为燃料焚烧以提供部分热能。由于其含有丰富的纤维素组分,故可通过生物转化来生产多种化工产品,但残渣中大量木素的存在严重抑制了纤维素酶的水解效率。采用一些有机溶剂预处理可将部分木素溶出,因而可改善物料的酶解性能。采用乙醇对木糖渣进行预处理,研究了预处理条件（如温度、时间、固液比等）对木糖渣化学组分和纤维素酶解转化率的影响,并与玉米秸秆和玉米芯等进行了对比。结果表明预处理降低了木糖渣的木素含量,在固液（质量/体积）比1︰8、处理液中乙醇浓度50%（体积）、预处理温度210℃、预处理时间60 min时,木素脱除率为53.26%,预处理后木糖渣在酶解72 h时的纤维素转化率达到84.42%,比预处理前提高 14.58%。研究还发现,与木糖渣相比,有机溶剂乙醇更适合用于玉米芯和玉米秸秆酶解前的预处理。     

金属离子助催化稀酸水解纤维素工艺的研究

以小麦秸秆为原料,采用正交试验考察了硫酸浓度、Fe2+浓度、反应温度和反应时间等因素对稀酸水解纤维素的还原糖得率的影响,得到了优化的纤维素水解反应工艺组合:反应温度180℃,Fe2+浓度0.0375mol/L,硫酸质量分数1%,反应时间90min。研究了Fe2+、Ni2+、Na+、Mg2+四种金属离子对稀酸水解纤维素制备还原糖的影响,结果表明,金属离子能明显提高稀酸水解纤维素的转化率和还原糖得率,其助催化作用的大小依次为:Fe2+Na+Ni2+Mg2+,Fe2+对稀酸水解小麦秸秆制备还原糖的催化效果最佳,还原糖得率最高可达73.05%,纤维素转化率达到85.79%。     

电解水预处理对玉米秸秆和柳枝稷酶解产糖的研究

预处理是利用生物质原料制备燃料乙醇的工艺过程中至关重要的一步。以电解水为介质对玉米秸秆和柳枝稷进行预处理,考察了不同预处理条件对这两种生物质酶催化水解性能的影响。玉米秸秆预处理试验条件为:165、180和195℃;10、20和30 min。柳枝稷预处理试验条件为:170、185和200℃;5、15和25 min。结果表明,电解水预处理法针对不同的生物质有较好的处理效果,在玉米秸秆和柳枝稷的试验中,分别获得了83%和67%的纤维素转化率。同时,电解水预处理过程中,木糖只有在较高温度(195℃和200℃)时,才发生明显的降解。HPLC检测表明预处理过程中生成的发酵抑制物较少。     

杨木预水解液中化学组分质量浓度的P因子调控

为研究P因子对木质纤维原料预水解液中化学组分质量浓度的调控机制，分析了不同预水解温度（170~210℃）和预水解时间（30~120 min）条件下，杨木预水解液中固形物、木质素、木糖和葡萄糖质量浓度的变化规律。结果表明：升高预水解温度和延长预水解时间，固形物、木质素和葡萄糖质量浓度均逐渐增大。而木糖质量浓度随温度的升高而降低；190℃时，木糖质量浓度随预水解时间延长迅速减小。P因子对杨木预水解液中化学组分的质量浓度具有调控作用。固形物、木质素和葡萄糖质量浓度随P因子增加呈指数增大。而木糖质量浓度随P因子增加呈指数减小，P因子小于3 300时，木糖质量浓度随P因子增加迅速减小。     

油棕果渣纤维亚临界水降解动力学

以脱脂油棕果渣为研究对象,考察了不同亚临界水降解条件对其降解过程的影响,测定了160~220℃不同反应时间降解产物中还原糖的含量。采用Saeman模型对实验数据进行模拟,建立油棕果渣亚临界水降解反应动力学方程,得到亚临界水降解动力学参数。结果表明,降解温度对降解目标产物有显著的影响,油棕果渣初步降解的反应活化能为49.48 kJ/mol,还原糖降解活化能为62.68 kJ/mol,该降解过程在180℃下反应30min能得到稳定的高含量的还原糖产品。     

木糖渣稀酸水解制取还原糖条件的研究

在高温条件下通过对木糖渣稀硫酸水解的研究,探讨了影响水解还原糖产率的因素如固液比、硫酸浓度、时间和温度,得到了水解还原糖的较优条件是固液比为1：15（质量体积比）,硫酸浓度为8%,反应温度为120℃,反应时间为120min。在此条件下,得到还原糖产率为45.6%。证明通过稀酸水解处理木糖渣是一条重要和环境友好型的途径。     

离子及表面活性剂对甜高粱秆渣酶解的影响

为了提高纤维素酶水解经高温液态水处理后的甜高粱秆渣的效率,探讨了多种阴离子、阳离子以及吐温80(Tween 80)对纤维素酶活力的影响,并初步探讨了Tween 80影响甜高粱秆渣酶解的机制。酶激活试验表明,Br^-、I^-、NO₃^-、Ca²⁺、Mg²⁺和Co²⁺对纤维素酶有激活作用,但对甜高粱秆渣的水解效率提高不明显。添加Tween 80发现,随着浓度的增加,它对纤维素酶的抑制作用增强,而Tween 80添加量为0.175 ml·(g甜高粱秆渣)^-1时,甜高粱秆渣的酶解效率由16.6%提高到37.9%。吸附试验表明,甜高粱秆渣对纤维素酶和Tween 80的吸附达到一定限度后不再上升,Tween 80能显著降低甜高粱秆渣对纤维素酶的吸附。红外光谱分析发现,木质素对Tween 80的吸附要强于它对纤维素酶的吸附。     

稻草秸秆的酶解糖化及发酵生产衣康酸

以稻草秸秆酶解糖化液为原料,利用土曲霉KY-013发酵生产衣康酸;研究了超微粉碎、高温蒸煮、稀硫酸和NaOH溶液等预处理方式对稻草秸秆酶解糖化的影响。确定稻草秸秆的最佳预处理方式为:按固液比1∶7.5(g∶mL)加入质量分数为1.5%的NaOH溶液,于30℃、200 r·min~(-1)振荡处理24 h;最佳酶解工艺为:按固液比1∶20(g∶mL)加入pH值4.8的柠檬酸缓冲液,加入2.5 IU·g~(-1)纤维素酶溶液,于50℃、200 r·min~(-1)酶解48 h。在此条件下,还原糖转化率达到最高,为82.51%。在不添加葡萄糖和木糖条件下,酶解糖化液中葡萄糖浓度为30 g·L~(-1)、木糖浓度为3.5 g·L~(-1)时,衣康酸产量达到最高,为9.78 g·L~(-1);在额外添加葡萄糖和木糖条件下,随着外源葡萄糖和木糖浓度的增加,土曲霉KY-013对酶解糖化液的利用效率逐渐升高,衣康酸产量最终达53.88 g·L~(-1)。本研究为衣康酸工业化原料找到了非粮替代品,也为生物发酵行业碳源的原料供应提供了新的途径。     

采用稀盐酸和硝酸水解玉米芯产木糖及其优化

采用稀HCl和HNO₃在酸质量分数为1.0%、2.5%和4.0%,反应时间10、30、50、90和120 min,温度90和150 ℃条件下,对玉米芯水解产木糖进行研究。通过动力学模型数据预测木糖浓度,并采用响应曲面优化各个温度下的水解条件。优化得到的最适宜水解条件为温度150 ℃,预处理时间10 min,酸质量分数为1.0%;对应HNO.₃.得到的木糖浓度为56.77 g/L,产率96.31%;HCl木糖浓度为45.38 g/L,产率76.99%。动力学结果成功预测了反应条件下的木糖浓度。通过对比得出HNO.₃.对玉米芯的水解效果要优于HCl。     

花生壳在近临界水中催化水解反应及其动力学

以花生壳为原料,AlCl3为催化剂,在近临界水中,考察了反应温度,反应时间和AlCl3浓度对还原性糖收率的影响,并建立花生壳水解反应动力学方程。结果表明,当反应温度为493 K,AlCl3的质量分数为0.02%,反应180 s,还原性糖的收率达到最大值40.4%。花生壳在近临界水中水解为一级反应,花生壳水解与还原性糖降解的活化能分别为54.03和22.44 kJ/mol,指前因子分别为2.89×103和1.26 s-1。     

近临界水中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物水解反应动力学

为了开发聚醋酸乙烯酯绿色水解工艺,以聚乙烯醋酸乙烯酯为原料,研究了其在近临界水中的水解反应动力学。在考察了实验数据的重现性和物料配比对聚乙烯醋酸乙烯酯水解反应的影响之后,系统地测定了483.15～623.15K下聚醋酸乙烯酯的无催化和醋酸催化下水解反应动力学数据,并采用元素分析仪、傅立叶变换红外光谱仪、凝胶色谱仪、热重分析仪、示差扫描量热仪对水解产物进行了表征。结果表明,近临界水中聚醋酸乙烯酯水解改性是可行的,通过改变水解工艺条件可获得一系列不同醋酸乙烯酯、乙烯醇含量的水解产物;温度、物料配比以及原料不同酯基含量是影响水解速率的主要因素,同时在聚乙烯醋酸乙烯酯水解反应中醋酸的引入可大大提高反应速度。以自催化反应动力学模型对实验数据进行了拟合,得到了无催化和1mol·L-1醋酸催化下聚乙烯醋酸乙烯酯水解反应活化能分别为51.8kJ·mol-1和41.6kJ·mol-1。研究建立了一个近临界水中聚乙烯醋酸乙烯酯水解改性的新方法,方法具有绿色、可控等优点。     

亚硝酰硫酸选择性水解工艺优化

考察了pH值、温度、氧化剂种类和浓度对亚硝酰硫酸水解反应的影响。结果表明,亚硝酰硫酸水解并吸收生成硝酸较合适的工艺条件为以过氧化氢为氧化剂,其质量分数为5%,常压,5～20℃,水解介质的pH值9～11,水解时间4～6 min。在该工艺条件下,氮氧化合物全部转化为NO_3~-。该研究为氮氧化合物生产的亚硝酰硫酸中各组分含量的快速分析提供了依据。     

超(亚)临界CO中制备醋酸纤维素的方法及其装置

正本发明涉及醋酸纤维素的制备方法,具体涉及一种超(亚)临界CO2中制备醋酸纤维素的方法及其装置。该方法是以超(亚)临界CO2为介质,以棉短绒和醋酸酐为原料,在酸性催化剂作用下生成初级醋酸纤维素酯,在经超(亚)临界CO2萃取、水解、