稻秆组合预处理沼气干发酵试验

目的 探讨组合预处理技术对稻草秸秆厌氧干发酵工艺的影响,优化稻秆干发酵组合预处理参数.方法 采用正交试验,通过温度,粒径,白腐菌剂的质量分数三因素组合对稻秆进行预处理,将其在中温35℃、接种质量分数为30％、料液质量分数为20％、碳氮质量比为25∶1条件下进行厌氧沼气发酵.结果 影响产气量的主次顺序依次为温度、白腐菌剂、粒径,稻秆最佳组合预处理条件为温度120℃、白腐菌质量分数0.3％、粒径1～2mm,在此条件下产气量最大,其中甲烷含量平均可达55％以上,且木质素相对含量最高,为24.84％左右.结论 热处理、切碎、白腐菌剂组合预处理方法对稻秆沼气干发酵有良好的效果,经过预处理后稻秆中的有机组分释放率增加,从而提高了稻秆发酵产气率.     

竹子化学成分的测定

为了开发高效、低成本的预处理技术,提高竹子生物质的能源化利用,对竹子中的化学成分进行了提取和分析,并用微波和碱对竹子进行预处理和酶解试验,并设计正交试验,对经微波与碱联合预处理的竹子的糖化条件进行了优化,用硫酸蒽酮法检测酶解液中的可发酵单糖含量．其结果表明竹子中半纤维素的质量分数含量为21．49％,纤维素的质量分数含量为43．52％,可以作为生物能源生产的原料．微波与碱联合预处理的最佳条件是：700W,6min．对微波与碱联合预处理的竹屑糖化条件进行优化,得到竹屑最佳糖化条件：温度45℃,pH5．0,每克底物用酶量20U／g．     

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％．     

盐地碱蓬作为生物乙醇转化原料的优势比较

以盐地植物碱蓬为对象,分别从纤维多糖含量、酸解酶解效果、还原糖乙醇转化效率等方面,与玉米秸秆、芦苇、浒苔、海带渣等进行了优势比较研究。目的是希望将其作为转化生物乙醇的廉价原料进行开发利用。结果显示:碱蓬样品的纤维素和半纤维素含量丰富,其中纤维素含量高达37.4%,总多糖含量高达78.2%,均高于玉米秸秆、芦苇、浒苔、海带渣等植物;在相同处理条件下,碱蓬样品酶解前后的还原糖浓度增加了25.6 mg·mL~(-1),远高于其它试验植物;乙醇发酵结果初步显示,碱蓬降解糖液的乙醇产率为1.06%,高于玉米秸秆对照的0.71%。本研究表明:盐地植物碱蓬纤维素含量高,酸处理效果好,还原糖降解率和乙醇转化率较高,是替代常规农田作物秸秆转化生物乙醇的良好盐碱植物原料,具有较高的开发价值。     

离子液体/水混合体系预处理过程对秸秆组成与结构的影响

研究了离子液体/水体系预处理大豆秸秆对其组成、结构的影响,并对预处理后的秸秆进行了纤维素酶解。结果表明,秸秆中木质素、纤维素和半纤维素含量随着离子液体质量分数减少先降低后增加。3种组分在离子液体质量分数为80%时达到最低点,纤维素是81.14%,半纤维素是60.94%,木质素是71.64%。该预处理过程可以打开秸秆细胞壁上的纹孔并将大部分木质素移除,增加溶剂可及性,同时它还可以降低纤维素结晶度,有利于纤维素酶解,其糖化率在离子液体为80%达到最高,为71.1%。     

复合菌剂预处理玉米秸秆及厌氧发酵产沼气

对比研究了9组不同配比的复合菌剂预处理玉米秸秆及厌氧发酵产沼气的效果,采用秸秆失重率及木质纤维降解率分析复合菌剂的降解能力,并通过沼气和甲烷的产量分析复合菌剂的产气性能.研究结果表明,D4组秸秆失重率及木质纤维素降解率最高,其次为I9组.30d的发酵周期内,I9菌剂处理后秸秆厌氧发酵效果最好,出现两个产气和产CH4的高峰期,累积产气量和产CH4量分别提高36.6%、39.0%,这说明采用合适的菌剂配比预处理秸秆能较大地提高厌氧发酵的产气量和消化效率.D4组秸秆木质纤维降解率虽最高,但产气并不是最高的,这说明降解率和产气量并不成正比.根据产气要求,选择最佳复合菌剂的配比为I9组,即复合菌、真菌、放线菌及细菌、绿色木霉的体积比为3∶3∶2∶1.     

复合型生物絮凝剂产生菌筛选及絮凝机理研究

采用纤维素降解菌和絮凝菌组成复合型生物絮凝剂产生菌菌群,进行两段式发酵,利用纤维素为底物,生产复合型生物絮凝剂．将高效絮凝菌F2、F3、F5和F6进行双菌混合培养的正交试验,发现F2和F6组合絮凝活性最佳,且均优于单菌．确定该复合型生物絮凝剂HITM02的有效成分存在于发酵液中,主要是细菌的代谢产物．有效成分为蛋白质、多糖和多肽类物质,其中蛋白质的含量为5．4％,总糖含量为1．76％,还原糖未检出．这些有效成分与发酵过程中纤维素等的代谢残留物共同作用,具有优良的絮凝能力．絮凝机理包括蛋白质等两性电解质的电中和作用;蛋白质、多肽、多糖等高分子物质和纤维素等的代谢残留物共同具有的吸附架桥作用．     

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.     

棉短绒微晶纤维素制备工艺的研究

研究了以棉短绒为原料制取食品级微晶纤维素的制备工艺.通过对棉短绒进行预处理除杂,采用过氧化氢强化的氧碱蒸煮脱除棉短绒中少量的脂类物质和棉籽壳引入的木素,然后通过酸水解制备微晶纤维素.结果表明,试验制取的微晶纤维素符合食品级微晶纤维素的标准,液比、水解温度、水解时间对产品得率的影响较大.棉短绒水解制取微晶纤维素的最佳工艺条件为:液比1:7,水解温度60 ℃,水解时间40 min,5 %稀碱处理温度80～90 ℃,碱处理时间40 min.     

复合菌群降解玉米秸秆协同产氢特性

为加快生物制氢工业化进程,利用玉米秸秆这类来源广泛、储量巨大和价格低廉的可再生生物质纤维素资源作为发酵产氢的原料,从连续流发酵产氢反应器(ZL92114474.1)中新分离筛选出一株高效纤维素降解产氢细菌Clostridium sp.X9(NCBI注册号:EU434651)和一株高效产乙醇发酵产氢细菌Ethanoigenens harbinenseB2(NCBI注册号:EU639425),通过构建高效降解纤维素发酵产氢复合菌群进行同步降解玉米秸秆发酵产氢.结果表明,对玉米秸秆进行酸化汽爆预处理后可以显著提高复合菌群的产氢能力.复合菌群X9和B2比单一菌种具有更理想的降解玉米秸秆发酵产氢的能力,两菌种间存在协同产氢效应.复合菌群X9和B2降解玉米秸秆发酵产氢获得的最大产氢率和玉米秸秆降解率分别为8.7mmol/g和74%.液相代谢末端产物主要为乙醇、乙酸和丁酸.这说明复合菌群X9和B2在以木质纤维素为发酵底物的工业化生物制氢领域中具有很好的应用发展前景.     

碱预处理对麦草秸秆酶解的影响

对麦草秸秆进行了碱预处理和酸性木聚糖酶后处理,分析了不同碱用量、温度对麦草浆的聚戊糖含量和得率的影响.结果表明,在碱预处理用碱量7%,反应温度50℃,反应时间60min和酶后处理时pH=5.5,木聚糖酶用量600IU·g-1,反应温度50℃,酶解时间为120min的条件下,处理后麦草浆聚戊糖含量有较好的降解效果,同时麦草浆得率达到最佳效果.最后,用纤维质量分析仪观察纤维形态,酶处理前后和麦草原料比较,重均纤维长度减少,细小纤维含量增加,卷曲指数增加,扭结程度增大.     

富蜡褐煤化学脱灰及其对萃取的影响

化学方法可以除去褐煤中的部分灰分,增加煤中有机质与溶剂的接触面积,影响煤的萃取率和萃取物组成.分别用HCl和NaOH溶液对褐煤进行预处理,考察酸、碱处理对富蜡褐煤灰分脱除的影响;采用多种溶剂萃取,研究褐煤化学脱灰对萃取率、萃取物组成的影响机理.结果表明:对于0.2～10mm富蜡褐煤,酸处理脱灰率随粒度增大先减小后增加,变化范围为13.24%～21.95%,粒径为1～3mm时为最小;碱处理脱灰率随粒度增大而减小,变化范围为72.02%～46.12%.酸处理能提高萃取率,溶剂极性越大,萃取率提高越明显,萃取物中直链烃小分子的含量明显增多;碱液处理会降低萃取率,溶剂极性越大,萃取率降低越大,导致萃取物中非直链烃小分子以外的成分流失.     

利用玉米秸秆制备羧甲基纤维素

以玉米秸秆为原料,预处理后原料中纤维素质量分数由39%提高至81%,探讨了物料配比、醚化与碱化反应温度及时间等因素对产品取代度和黏度影响。实验结果表明,最佳反应条件为m(纤维素)∶m(NaOH)∶m(ClCH2COOH)=1∶1∶1,以异丙醇为溶剂,采用二次加碱法的工艺,两次加碱的质量比为2∶1,碱化温度30℃、时间60 min,醚化温度65℃、时间120 min。按最佳条件反应制得的产品取代度可达1.34,25℃下2%水溶液黏度可达690 mPa.s,并通过红外谱图验证了产品的结构。     

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。     

The flocculation efficiency of compound bioflocculant by flocculant-producing bacteria

Bioflocculant is one of the metabolic products bymicrobes, which has high contents of glucoprotein,polyoses, protein, cellulose and DNA. In recentyears,bioflocculant has attracted great attention due to its bio-degradability and the harmlessness of their degradationintermediates toward the ecosystem[1]. Several biofloc-culants from different microorganisms have been repor-ted recently. In these studies, more attention is focusedon the bacterias such asAspergillus sojae[2],Rhodococcus erythro…     

高温厌氧菌分解纤维素的研究

研究了高温厌氧菌Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｔｈｅｒｍｏｃｏｐｒｉａｅ ＪＴ３－３和ＪＴ１分解纤维素的机制,并研究了葡萄糖对代谢产物的影响。结果表明：纤维素（ＭＮ３００）能够被ＪＴ３－３菌在７ｄ内完全水解,稻草能够被ＪＴ１菌部分水解。纤维素或稻草的分解产物分别为乙醇、乙酸和丁酸。０．２％￣０．５％的葡萄糖能促进代谢产物的生成。     

利用糖蜜废液培养微生物絮凝剂

糖蜜废液含有大量的糖类和氨基酸等营养物质,不加入其他营养成分的条件下,将糖蜜废液稀释50倍,初始pH调至5,在150 r/min 30℃摇床培养絮凝剂产生菌HHE-P7,3 d后可得到微生物絮凝剂粗品的产量为3.1 g/L.絮凝剂中95%的活性成分存在于培养液的上清液中;高岭土悬浊液的pH、絮凝剂投加量以及Ca2+的添加量对絮凝效果都有影响.     

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。     

纤维素高压蒸气闪爆改性前后结构表征研究

目的　研究高压蒸气闪爆对原始精制棉和碱处理精制棉、木浆超分子结构的影响 .方法　用 X-射线衍射、红外光谱研究了结构变化 .结果与结论　虽然蒸气闪爆后纤维素的晶区结构受到一定程度的破坏 ,但其表观结晶度增大了 ,同时游离羟基和对水的亲和力也增大了 .纤维素形态和超分子结构的破坏导致了其溶解度的提高 .