超低马来酸水解纤维素的试验研究

以定量滤纸为纤维素模化物,在3种超低酸浓度和4种温度下进行了马来酸水解的多点取样实验,以还原糖收率为指标得到较佳工况,并进一步通过间歇实验确定酸浓度0.1%、液固比20:1、温度220℃、压力4MPa、搅拌速率500r/min、反应时间55min为较优工况,可得到还原糖收率、还原糖转化率和原料转化率分别为32%、66%和48%。硫酸水解的较佳工况比较,发现马来酸存在下还原糖降解较弱,糠醛类的相对含量比硫酸存在时减少24.57%(48.22%:72.79%)。马来酸水解纤维素产糖多为聚糖;残渣依然具有纤维素特性,但结晶度较原料降低17%,对后续的酶解及发酵有利。     

稻草“两步法”酸水解制备乙酰丙酸的研究

以稻草为原料,采用"两步法"稀酸水解制备乙酰丙酸,考察了反应时间、反应温度、固液比(质量比,下同)、酸的质量分数对还原糖转化率和乙酰丙酸收率的影响。研究结果表明,酸水解制糖的较佳反应条件:反应时间为35 min,反应温度为220℃,固液比为1∶15,酸质量分数为6%时,还原糖转化率为28.45%。生成乙酰丙酸的较佳反应条件:反应时间为40 min,反应温度为250℃时,乙酰丙酸的收率为34.14%。用IR对产品进行结构表征,证明其结构正确。     

稀酸预处理玉米秸秆条件优化的试验研究

采用稀硫酸对玉米秸秆进行预处理,采用DNS法测定玉米秸秆水解液中还原糖的含量,对水解温度、水解时间、稀硫酸质量分数、固液质量比4个因素进行单因素试验分析,再通过正交试验对预处理条件进行优化.试验结果表明,最佳预处理条件:水解温度为121℃,水解时间为1 h,稀硫酸质量分数为0.6%,固液质量比为10%.     

旧瓦楞纸箱和桉木片稀硫酸水解糖化对比研究

利用稀H2SO4对旧瓦楞纸箱(OCC)和桉木片进行水解糖化对比研究,采用正交试验法对各影响因素进行了优化,得到OCC最佳水解工艺:硫酸质量分数为4%,水解温度为180℃,水解时间为40 min,液固比为12(mL/g),还原糖得率为36.70%;桉木片最佳水解工艺:硫酸质量分数为4%,水解温度为180℃,水解时间为60 min,液固比为12(mL/g),还原糖得率为33.81%。在同等条件下,水解OCC还原糖得率明显高于以桉木片为原料进行的水解。利用傅里叶变换红外光谱对水解前后的OCC和桉木片红外结晶指数以及基团结构变化进行了分析,发现水解前后OCC在3 400 cm-1吸收峰强度以及红外结晶指数(N.O’KI)都低于水解前后桉木片,说明再生植物纤维OCC比原生植物纤维更加有利于水解,这与试验结果相一致。     

稻草秸秆多酶水解条件研究

研究了稻草秸秆经过稀酸预处理后的酶水解条件,得到用于生产燃料乙醇的还原糖。试验结果表明:稻草秸秆经1%(w/w)的稀硫酸浸润,液固比(v/w)为5∶1,在121℃条件下处理60min后,每克稻草秸秆的初始水解还原糖得率达到0.187g。预处理后,在45℃,pH4.8,120r/min,48h条件下,采用酶的添加量最优配比(每克秸秆添加木聚糖酶217IU,纤维素酶5.13FPU,果胶酶25μ,β-葡聚糖酶500μ,淀粉酶150μ)时,水解产生的还原糖浓度达到最大值84.22g/L,原料水解率为41.19%。在酶水解糖化过程中,当MgSO4,Tween80的添加量分别为0.0001,0.005g时对纤维素酶有激活作用。     

矿堆区菊芋块茎乙醇转化性能及重金属归趋

以重金属污染土壤种植的菊芋块茎为原料经过磷酸水解后发酵产生乙醇，对水解条件、转化性能及重金属在乙醇生产各环节的归趋进行研究。结果显示：水解磷酸浓度4%、温度90℃、时间180 min，固液比1∶6时，还原糖产率高达92.40%。水解糖液发酵48 h后乙醇产量达53.04 g/L，转化率高达理论转化率的94.00%。乙醇生产中，40%～90%的重金属物质进入废渣废液系统，进入乙醇的部分小于2%，表明重金属污染土壤种植菊芋对后续乙醇转化无影响，在实际生产中应加强废渣的重金属管控。     

玉米秸秆的渗滤式稀酸预处理

对玉米秸秆的渗滤式稀酸预处理进行了考察,通过对温度、酸浓度、渗滤速度、液固比等影响因素的实验分析,得到了优化的工艺条件:反应温度170℃,硫酸浓度0.25%,液固比为10:1,渗滤速度150mL/min,70%水解液排出后,渗滤速度降为100mL/min。水解液中木糖浓度达到22g/L,糖得率达到约80%。经过稀酸预处理后的玉米秸秆进行酶水解,纤维素转化率达到80%。     

酸碱预处理后玉米秸秆的酶解工艺优化

对玉米秸秆进行酸碱预处理,在单因素实验基础上,以还原糖转化率为影响值设计正交实验,研究温度、pH值、液固比、酶浓度及酶解时间5因素对纤维素酶解过程的影响。得出玉米秸秆酶解最佳工艺条件为:温度48℃、pH值4.6、液固比20、酶浓度55 U/g;酶解时间44 h。在此工艺条件下还原糖转化率达到80.97%。结合红外光谱对秸秆中各组分特征基团分析表明,膨化后的玉米秸秆酶解的纤维素基团特征峰变化更为明显。     

碱和双氧水预处理玉米秸秆的试验研究

研究了在5%NaOH中加入不同质量分数的双氧水时,对玉米秸秆的预处理效果;在预处理后的玉米秸秆中加入纤维素酶,考察此时酶解还原糖得率随预处理程度的变化;对浸泡时间、双氧水浓度、固液比3个因素进行单因素试验。试验结果表明,质量分数为2.5%的浓度下,糖得率最大;在2.5%H2O2浸泡24 h,固液比对酶解糖化几乎没有影响;当浸泡时间为24,72,96 h时,糖得率相差甚微。设计正交试验对预处理的条件进行优化,分析预处理玉米秸秆的各因素,以木质素去除率为基准参数,得到水解木质纤维素的适宜预处理条件:5%NaOH下加入质量分数为2.5%的双氧水,浸泡时间为72 h,固液比为1∶20。预处理后木质素的去除率为61.52%;加入纤维素酶酶解,还原糖得率为39.30%。     

玉米秸秆预处理对厌氧发酵制氢影响的研究

为提高玉米秸秆的产氢能力,实验研究了蒸汽爆破预处理、硫酸预处理、氢氧化钠预处理、盐酸预处理和酸化(碱化)气爆预处理5种预处理方法对玉米秸秆发酵产氢能力的影响。结果表明,预处理可以将秸秆中相当一部分纤维素和半纤维素水解生成还原糖,其中质量分数为0.8%的H2SO4酸化汽爆预处理对秸秆的水解效果最好。在固-液比1∶10、H2SO4质量分数0.8%、保持微沸状态30min的处理条件下,秸秆的糖含量达到最大值24.57%,最大氢气产量为141mL/g。