湿氧预处理玉米秸秆酶解与酒精发酵

对湿氧预处理后的玉米秸秆酒精发酵进行了研究,并考察了预处理后纤维素及半纤维素回收率、纤维素酶解转化和酒精得率。结果表明:玉米秸秆经过湿氧预处理(195℃,15min,12×105Pa O2)后,纤维素回收率为94.6%,其中88.3%纤维素保留在滤饼中,而大部分半纤维素和木质素被溶解。滤饼利用纤维素酶处理,50℃下24 h酶解率达到了65.8%。底物质量分数为8%,经过活性干酵母142 h同步糖化发酵,酒精产量达到了理论酒精产量的75.2%。仅考虑纤维素被完全利用,相当于1 t玉米秸秆能够产生165.7 kg的酒精。     

木质素-1-丁基-3-甲基咪唑氯盐水溶液的流变特性

利用旋转黏度计考察木质素-1-丁基-3-甲基咪唑氯盐水溶液的流变特性,研究木质素质量分数、离子液体质量分数、剪切速率及温度对木质素溶液黏度和大分子链构型的影响。结果表明,随着木质素质量分数增大,溶液的黏度升高;温度和离子液体质量分数改变,划分木质素大分子在溶液中存在状态变化区域的特征量重叠质量分数和缠绕质量分数也发生变化。离子液体质量分数增大,木质素溶液的黏度变化趋势更显著。大部分木质素溶液具有典型剪切变稀的特征,说明剪切力作用下木质素大分子链随流体取向运动,并发生解缠结;温度升高时,木质素溶液的黏度降低;木质素或离子液体质量分数增大,黏流活化能升高,木质素分子链段克服位垒所需能量也升高。     

SFP-AQ法预处理麦秸秆酶解五碳糖得率的变化规律

对SFP-AQ法(亚硫酸钠和甲醛-蒽醌)预处理麦秸秆酶解五碳糖(阿拉伯糖和木糖,主要为木糖)的得率进行了研究.结果表明:木糖得率随着预处理中Na2SO3用量的增加先升高后降低,在其质量分数为12%时木糖得率最高;木糖得率随着酶用量的增加而迅速升高,但当酶用量超过20 FPU/g时,提高缓慢;木糖得率随蒸煮最高温度的升高和保温时间的延长而增加.较适宜的预处理和酶解条件分别为:蒸煮最高温度160℃,保温时间2 h,Na2SO3用量为12%,纤维素酶、木聚糖酶、β-纤维二糖酶3种复合酶用量为20 FPU/g.此时,酶解木糖得率可达到17.5%,酶解木糖对麦草原料中木糖的转化率为84.9%.     

以离子液体为溶剂制备纤维素微球

将天然纤维素溶于离子液体中,制成纤维素/离子液体溶液,并以纤维素/离子液体溶液为原料采用悬浮聚合法制备了纤维素微球。讨论了纤维素种类和质量分数、纤维素/离子液体溶液与导热油体积比、搅拌速度和制备温度对纤维素微球粒径分布的影响。结果表明,质量分数为2%的棉纤维素/离子液体溶液,以导热油为分散相,V(纤维素/离子液体溶液)∶V(导热油)=1∶50,聚乙二醇(相对分子质量600)作为分散剂,搅拌速度为500 r/min,制备温度为80℃,可制得粒径分布在0.45～0.20 mm占55%以上的纤维素微球。     

双液相体系提取木质素转化香兰素

以离子液体/乙酸乙酯双液相体系提取木质素并将其转化为香兰素。利用正交试验法确定了双液相体系对木质素的提取条件,离子液体质量分数和提取温度为提取的主要影响因素,在离子液体质量分数为60%,提取温度150℃,液固质量比为10∶1及保温时间2 h的条件下,粗木质素得率可达26.74%。提取的木质素通过紫外及红外表征,验证了木质素的芳香结构;将木质素产品通过两步反应得到香兰素并提纯,经检测所得香兰素纯度为99.4%。制得香兰素产品过程中没有使用传统工艺所必需的苯及甲苯等有毒溶剂,使所得香兰素产品应用范围更加广泛。     

磷酸钠组合氧气预处理提高玉米秸秆酶解糖化效率

以高效的预处理方法打开木质纤维素结构,促进纤维素在酶水解过程中的酶解糖化效率是高效制备生物质乙醇的关键.以磷酸钠溶液作为预处理试剂结合氧气在高温高压条件下对玉米秸秆进行预处理,并通过扫描电子显微镜(SEM)与傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对预处理前后玉米秸秆的形貌和化学态进行了分析.采用响应面法考察了磷酸钠的质量分数、氧气压力、反应温度和预处理时间对于还原糖得率的影响,对反应体系进行了优化,并建立二次回归模型并进行验证.结果表明在最佳预处理条件为磷酸钠质量分数7.6％、氧气压力0.76 M Pa、反应温度140℃和处理时间37 min时,得到玉米秸秆酶水解的还原糖得率最高为90.9％,葡萄糖得率为61.0％.该预处理方法具有较强的脱除木质素能力,能够有效提高酶水解过程中还原糖得率.     

秸秆资源化制取生物絮凝剂

目的探讨不同预处理的方法,找到合适的预处理条件,利用秸秆制取生物絮凝剂．方法采用不同质量分数的酸碱进行秸秆预处理试验,在此基础上采用两段式发酵方法制取生物絮凝剂．结果碱液预处理后粗纤维素含量明显增加,而酸处理后粗纤维素含量增幅很小．碱液质量分数越高越有利于提高粗纤维素含量,高温加热处理也可提高粗纤维素含量;碱液处理后稻草降解率最高可达72．47％,而酸液处理后稻草降解率最高可达44．06％;0．5％稀碱处理后的稻草降解率要高于1％碱处理后的稻草．结论从微生物利用难易程度和实际生产的角度考虑,预处理用0．5％碱来实现是较好的选择,采用此预处理方法制取的生物絮凝剂絮凝率可达到90％以上．预处理是秸秆降解的关键技术条件,秸秆经过有效地预处理后,可以作为廉价原料生产絮凝剂．     

管式超滤膜回收纤维素酶解过程中酶的应用

为了使纤维素酶能够多次回收利用以减少生产成本,研究了在纤维素酶作用下纤维素的酶解过程,并采用正交实验方法对料液比、p H值、酶用量、酶解温度和酶解时间进行优化,得出最优酶解条件为:料液比1∶10,p H值4.6,酶用量1.1 g/L,温度45℃,酶解时间12 h.按此条件进行酶解后,酶解液质量浓度、纤维素转化速率和转化率分别达到了14.6 g/L、1.21 g/(L·h)和19.3%.纤维素酶解后,采用管式超滤膜进行固液分离,得到含有纤维素和纤维素酶的固形物回用到下次酶解过程.实验结果显示:纤维素酶可以回用12次以上,纤维素总的酶解率可以达到77.6%.可见,在最优酶解条件下,用管式膜回收纤维素酶可以实现酶的多次重复利用,从而降低生产成本.     

离子液体[Amim]Cl中玉米秸秆纤维素的溶解再生性能

以玉米秸秆为原料,在离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)中制得了玉米秸秆纤维素再生膜。通过FTIR、XRD、SEM和TGA等测试方法对玉米秸秆纤维素及其再生膜进行了表征。结果表明,经过酸碱法处理的玉米秸秆纤维素可直接溶解在目标离子液体中,再生前后秸秆纤维素发生了从Ⅰ到Ⅱ的晶型转变;再生膜具有致密均匀的结构且呈现优异的热稳定性;离子液体可以多次循环利用。     

CaO_2预处理对小麦秸秆脱木素效果的影响

采用CaO_2预处理小麦秸秆以去除其中的木质素,对CaO_2预处理条件进行优化,得到最佳预处理条件为:CaO_2质量浓度6%(/),固液比1∶8,预处理时间2 h,温度126℃.在此最优条件下,小麦秸秆干物质回收率为62.95%,木质素含量为4.66%,木质素去除率为65.18%.比未添加CaO_2预处理的小麦秸秆干物质回收率降低了21.61%,木质素去除率提高了36.39%.此外,还对相同浓度下CaO_2和H_2O_2的预处理效果进行了对比分析,在126℃的条件下,4%CaO_2比4%H_2O_2预处理后木质素去除率高17.72%.实验结果表明,CaO_2质量浓度和预处理温度都对预处理后干物质回收率和木质素的去除有重要的影响.     

稻草碱法制浆前酶预处理工艺的研究

以稻草为原料,研究采用木聚糖酶预处理过程中时间、温度、pH值和酶用量等因素对预处理效果的影响。研究得到较适宜的酶预处理工艺条件为：液比1：20,预处理时间120min,预处理温度50℃,预处理pH值为7,预处理酶用量80IU／g。预处理过程未对溶出木素和溶出半纤维素的结构造成实质性的破坏,溶出木素的苯环结构和溶出半纤维素的木聚糖单元的六元环结构都得到了保存。     

羟基铝柱撑膨润土吸附[BMIM]C1离子液体

研究了羟基铝柱撑膨润土对[BMIM]C1离子液体水溶液的吸附性能,考察了吸附温度、吸附时间、膨润土用量、离子液体的浓度、pH值等对离子液体吸附率的影响.结果表明:羟基铝柱撑膨润土对[BMIM]C1溶液具有良好的吸附作用;温度对吸附的影响甚微;达到吸附平衡的时间为2 h;吸附率随着吸附剂用量的增加而增大,且离子液体的浓度越大,吸附率越大;在中性溶液中,离子液体吸附率可达到最大值;离子液体在羟基铝柱撑膨润土上的吸附同时符合Lang-muir和Freundlich吸附等温方程.     

秸秆降解菌株CKB的降解特性与机理

从常年水稻种植土壤中筛选出1株能够高效降解秸秆的菌株CKB,经过ITS序列分析鉴定为黑曲霉（Aspergillus niger）。在常温正常土壤环境中,秸秆经该菌35 d降解,失重率可达49%。进一步考察了CKB对于纤维素和木质素的降解能力,72 h时纤维素转化葡萄糖质量浓度为0.554 g/L,木质素降解量达到0.607 g/L;同时也考察了不同底物质量浓度、pH、温度对于纤维素和木质素降解效果的影响。通过SEM观察秸秆降解前后的结构变化,并利用Pyrolysis⁃GC/MS手段对降解产物进行检测与表征,证明了秸秆腐化变黑产物为腐殖酸的经典组分,且CKB在低温环境也有良好的降解效果,阐释了黑曲霉CKB的秸秆降解机理。     

Leaching kinetics of low grade zinc oxide ore in NH3-NH4Cl-H2O system

The leaching kinetics of low grade zinc oxide ore in NH3-NH4Cl-H2O system was studied. The effects of ore particle size,reaction temperature and the sum concentration of ammonium ion and ammonia on the leaching efficiency of zinc were examined.The leaching kinetics of low-grade zinc oxide ore in NH3-NH4Cl-H2O system follows the kinetic law of shrinking-core model. The results show that diffusion through the inert particle pores is the leaching kinetics rate controlling step. The calculated apparent activation energy of the process is about 7.057kJ/mol. The leaching efficiency of zinc is 92.1% under the conditions of ore particle size of 69μm, holding at 80℃ for 60min, sum ammonia concentration of 7.5mol/L, the molar ratio of ammonium to ammonia being 2:1, and the ratio (g/mL) of solid to liquid being 1:10.     

Brφnsted酸性离子液体在汽油烷基化脱硫中的应用

首次提出以BrФnsted酸性离子液体[BMIM]HSO4和H2SO4的复配体系作催化剂,用于汽油烷基化脱硫研究。研究结果表明,在相同反应条件下,相比硫酸,复配体系能够在最大限度不改变烯烃组成的情况下有效催化噻吩与烯烃进行烷基化反应;噻吩转化率随反应温度的增加而增加,但当温度超过45℃后,烯烃聚合速率增加幅度远大于噻吩转化幅度;噻吩转化率随反应时间的增加而增加,反应2h后反应基本达到平衡。     

蜡样芽孢杆菌对稻草的降解作用

为了研究一株蜡样芽孢杆菌(Bacillussp.X10-1-2)对稻草的降解作用,测定了发酵过程中发酵液的纤维素酶和半纤维素酶活、可溶性总糖和还原糖浓度以及底物残渣重、残渣结晶度、傅立叶红外光谱和表面结构的变化.发现在发酵过程中蜡样芽孢杆菌菌体产酶的过程也就是木质纤维素的降解糖化过程.上清液中的纤维素酶活和半纤维素酶活分别在发酵进行到第8 h和20 h时达到最高峰.总糖含量于4 h达到最高值,然后下降到一定程度后保持恒定.还原糖含量随发酵进行不断下降,达到一定值后保持恒定.该菌株对稻草长达5 d的降解过程中结晶度变化十分显著,第3 d时达到最高峰,而后又迅速下降.此菌株对稻草中各组分都有一定降解,其中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为3.35%、0.91%和2.81%.该菌株主要降解稻草的薄壁细胞,使薄壁细胞发生严重皱缩.这预示,该菌株在造纸工业具有良好的应用前景.     

松木屑在[bmim]Cl离子液体中的溶解性能

考查了松木屑在1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([bmim]Cl)离子液体中的溶解特性。结果表明,在实验范围内,松木屑在[bmim]Cl中的溶解程度随着溶解时间的延长而增大,溶解率高达17.86%,但溶解时间超过42 h溶液颜色加深。由于木材的生理结构特性,离子液体对其不同成分的溶解过程有所区别。综纤维素在样品未溶部分中的质量分数高于溶解部分,且随着样品溶解时间的延长,在未溶部分中的综纤维素含量会升高。通过FT-IR、SEM对溶解前后的松木屑结构进行了表征,表明在溶解过程中离子液体未对松木屑各组分结构造成影响。     

稻草秸秆预处理实验研究

通过不同的化学试剂与汽爆组合处理稻草秸秆的研究,确定了有效的预处理条件：稻草秸秆与3％氢氧化钠溶液的固液比为1：5,混匀,置126—128℃保温5min,放气．此预处理能使秸秆中木质素去除75．58％;秸秆酶解（酶解条件：2％底物,0．2％纤维素酶,pH=4．8,0．2mol／L醋酸-醋酸钠缓冲溶液,46℃水解48h）糖化率达91．98％．     

农作物秸秆超低酸水解的比较

在间歇反应釜中,以超低酸（硫酸质量分数为0.05%）水解的方法对5类15种农作物秸秆进行评价,并考察了温度与时间对不同秸秆水解的影响.结果表明:相同条件下,不同种类、同种类不同地区秸秆水解后还原糖浓度有很大差异,这与纤维素、半纤维素及木质素的含量及转化率有关.黑龙江的稻草、玉米秸秆及山东小麦秸秆的还原糖浓度较高,4种棉花秸秆的还原糖浓度都较低;还发现,木质素含量较高的秸秆,超低酸水解还原糖浓度较低,只是水解了部分半纤维素及极少量的纤维素.