高温液态水处理杂交狼尾草提高总糖收率

以杂交狼尾草为原料,采用高温液态水预处理方法研究其对能源草酶解效果的影响。研究结果表明:180℃,40 min,固液比1∶20,饱和蒸汽压的水解条件为最优预处理条件,此时总木糖收率为98.09%。高温液态水可降解87.99%的半纤维素和41.28%的木质素;破坏原本平整的表面,使更多的纤维素裸露,使纤维素结晶指数增大,破坏纤维素、木质素中的化学基团(如分子内与分子间氢键等),这些变化均有利于后续酶解。当加酶量为40 FPU/g,杂交狼尾草72 h时的酶解率由62.50%提高到99.36%,高温液态水和酶解后总糖收率达到90.40%。     

钙镁负载型固体碱制备生物柴油的研究

研究了CaO-MgO/SiO2负载型固体碱催化剂的制备条件,并对其进行XRD、FT-IR、BET和CO2-TPD表征分 析,仪器分析表明CaO成功引入到载体,MgO起助催化作用增强了碱性并研究该固体碱催化剂酯交换反应催化毛豆油制备生物柴油的条件.考查反应时间、反应温度、醇油比、催化剂用量和原料中水分含量的影响.研究表明,在反应时间6h,反应温度65℃,醇油比18:1,催化剂用量3%,原料油水份含量低于1%时,生物柴油收率可达95.4%,甘油收率达96%以上.     

四氢糠醇-稀酸体系预处理杂交狼尾草的试验研究

以杂交狼尾草为研究对象,采用四氢糠醇-硫酸体系在常压较低温度下进行预处理研究,优化该预处理体系得到最佳预处理条件为0.1 mol/L硫酸、反应温度120℃、反应时间2 h、固液比为1∶12,在此条件下残渣中纤维素、半纤维素的保留率分别为86.17%、9.01%,木质素脱除率为98.16%;对预处理残渣进行酶解,72 h时酶解率可达99.01%,比未处理原料的酶解率高2.6倍。通过使用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、热重分析等方法对预处理后残渣及原料的组成及结构进行分析测试,表明四氢糠醇-硫酸预处理能有效脱除木质素及半纤维素,破坏平整的原料表面结构,提高原料的酶解率。     

不同预处理方法对麦草纤维素酶解效果的影响

以麦草纤维素为研究对象,将其进行机械粉碎后,分别采用碱浸泡/蒸汽、蒸汽/碱浸泡、蒸汽、冷冻/蒸汽、碱浸泡/冷冻等方法进行预处理,然后加入纤维素酶进行酶解,通过检测酶解液中葡萄糖含量来评价麦草纤维素预处理的效果。研究结果表明,预处理后的麦草纤维素经NaOH溶液浸泡后,再用蒸汽处理40 min,酶解24 h后葡萄糖产率较预处理前的葡萄糖产率有明显增加(提高15%);经NaOH溶液浸泡后再进行超低温(-80℃)冷冻处理,酶解12 h后葡萄糖产率有所增加,酶解48 h后葡萄糖产率比预处理前提高23%。     

甘蔗渣的碱催化甘油水溶液预处理

建立了一种木质纤维素的碱催化甘油水溶液预处理方法以期选择性分离组分和提高底物的可酶解性。实验确定了碱催化甘油水溶液预处理甘蔗渣的条件为：温度180℃、NaOH添加量7%、反应时间45 min以及甘油水溶液浓度80%。在该条件下,甘蔗渣的纤维素和半纤维素保留率分别为93.0%和83.4%,而木质素脱除率接近80%,达到了理想的组分分离效果。预处理后底物（20 g/L）在CTec2酶载量10 FPU/g干基下水解72 h酶解率为79.6%,表明预处理后底物具有较好的可酶解性。利用现代分析技术解析了甘蔗渣预处理前后的组成结构演变规律,初步探明了碱催化甘油水溶液预处理有效提升生物质原料可酶解性的原因。     

3种能源草高温液态水预处理的比较实验研究

在最优高温液态水预处理条件(180℃,40 min,固液比1:20,饱和蒸汽压)下,比较3种不同能源草作物的表现,其中杂交狼尾草Ⅰ号、Ⅱ号和柳枝稷的木糖收率分别为88.46％、98.09％、83.65％.3种能源草经高温液态水水解后酶解率增大,最高能接近100％,总糖收率约为90％.3种能源草后续酶解表现也有差异,柳枝...     

改进的柳枝稷预处理方法及乙醇发酵研究

为了提高柳枝稷中纤维素和半纤维素糖的转化率,降低水解液中抑制剂的浓度,首先,用稀酸在温和条件下对柳枝稷进行水解,然后用碱对酸水解后的固体物进行预处理,接着用纤维素酶酶解并分别对稀酸水解液和酶解液进行乙醇发酵.结果表明:纤维素转化率达到94.26%,半纤维素转化率为60.93%,稀酸水解液乙醇发酵的乙醇产率为0.441g乙醇/g糖,达到最高理论值的86.47%.酶解液乙醇发酵的乙醇产率为0.486g乙醇/g葡萄糖,达到最高理论值的95.29%.     

甜龙竹蛀粉纤维素燃料乙醇发酵的糖化研究

纤维素糖化是甜龙竹蛀粉燃料乙醇发酵研究中的重要内容.正交试验和对比试验结果表明,在pH值为4.4、温度为55℃,酶用量为200 u/g,酶解时间小于20 h条件下,进行纤维素酶解较合适,但酶解率较低.通过酸或碱并结合有机溶剂进行预处理能显著提高蛀粉纤维素糖化率.同时添加半纤维素复合酶进行酶解,能使蛀粉中大部分半纤维素水解,并能促进纤维素的酶解.     

KF/MgO固体碱催化酯化制备生物柴油实验研究

研究KF/MgO固体碱催化剂在酯交换反应过程中的催化性能,考查催化剂的KF负载量和煅烧温度对酯交换反应的影响,对催化剂进行BET、XRD和SEM表征。结果表明:KF的负载量为65%、煅烧温度为500℃、煅烧时间为4 h的条件下,催化及表面活性物质为K_2MgF_4、KMgF_3、KF/MgO的活性及稳定性较高。采用该催化剂,当反应温度为60℃、醇油物质的量比为15∶1、催化剂用量5%、反应5 h时,生物柴油收率为91.33%;催化剂一次再生后活性仍较高。     

微波辅助MgO/SBA-15预处理对玉米秸秆厌氧消化的影响

为探索微波辅助MgO/SBA-15预处理玉米秸秆对其厌氧消化产气的影响,采用Mg O/SBA-15对玉米秸秆进行预处理,并在中温条件下进行厌氧消化产气试验。试验结果表明:微波辅助Mg O/SBA-15预处理玉米秸秆能有效破坏其原始构态,提高纤维素回收率和底物的可生物降解性,为厌氧发酵产沼气奠定良好的基础。在MgO/SBA-15与干基质的质量比分别为0%、10%、20%的条件下,预处理后的玉米秸秆厌氧消化产气能力较未预处理组有较大提高,厌氧消化启动时间有所提前。与对照组相比,经10%和20%MgO/SBA-15预处理的玉米秸秆单位挥发性固体(volatile solid,VS)产气量分别可提高55.28%和41.00%;90%最大产气量厌氧消化时间分别缩短1d和0 d;VS减少率分别提高7.3%和4.1%。综合考察预处理效果、日产气量、累积产气量和厌氧消化启动时间,相比于质量比20%的MgO/SBA-15组,质量比为10%的Mg O/SBA-15预处理效果更好。     

微波水热处理提高玉米芯总糖收率的研究

借助微波水热法在温度160～200℃、反应时间10～60 min、固液比1∶20～1∶5条件下处理玉米芯,以提高其总糖收率。结果表明:温度与时间是影响微波水热处理的主要因素,在180℃、30 min,固液比1∶8条件下,总糖收率为75.67%,72 h酶解率为82.42%;固体残渣微观结构形貌分析表明,相对于高压釜水热反应,微波水热可显著改变纤维素的结晶度、破坏物料表面结构并增大比表面积,有助于提高残渣的酶解率。     

水热和碱醇联合预处理麦草结构解析及酶解性能研究

采用水热(高温液态水)和碱醇联合预处理麦草秸秆,对处理后的物料进行组成分析和酶解研究,并对碱醇预处理液中的木质素进行回收提纯及结构表征。结果表明:水热预处理对半纤维素和酸溶木质素有较好的溶出作用,溶出率随水热温度的升高而增加。190℃为较优的水热处理温度,此温度下半纤维素和酸溶木质素的溶出率分别为76.56%和83.52%。碱醇预处理可将酸不溶的木质素从物料中有效分离,最终得到富含纤维素的物料(纤维素含量为89.71%)。X射线衍射(XRD)检测结果表明,由于半纤维素和木质素的溶出,物料的结晶度指数有所增大,从原料的28.80%增至预处理后的32.29%～33.59%。水热和碱醇联合预处理物料经30 FPU/g(以纤维素质量计)纤维素酶和30 IU/g的β-葡萄糖苷酶酶解72 h,物料的纤维素酶解率明显提高,达到94.97%,是麦草原料直接酶解的6.1倍。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)对回收木素进行结构表征,结果表明与原料磨木木素相比,回收木质素中除部分C■O和C—O—C发生断裂外,其他基团得到较好的保留,回收木质素作为预处理副产物具有较大的应用价值。     

生物质结渣固体碱催化剂制备生物柴油

采用经气化炉烧结的生物质结渣为固体碱催化剂,催化油脂转化合成生物柴油.对固体碱催化剂进行表征,并考察物质的量之比、反应温度、反应时间和催化剂用量对反应的影响.结果表明:生物质结渣固体碱催化剂主要成分(按质量分数计)为SiO2(40％～60％)、CaO(10％～20％)、K2O(10％～15％)、MgO(≤10％)、Al...     

卧式酶解罐用于预处理玉米秸秆水解研究

利用卧式滚筒酶解罐、立式搅拌酶解罐和卧式搅拌酶解罐分别对预处理玉米秸秆(PCS)进行水解研究,分析了酶解过程中p H、密度、总固体(TS)含量、纤维素含量(TC)、不可溶性总固体含量(FIS)、葡萄糖含量和木糖含量的变化趋势。卧式滚筒酶解罐用于TS含量较高的PCS酶解时,反应物容易粘附在反应桶内壁,不利于酶解有效地进行,138 h水解产生的葡萄糖含量为8.6%,低于立式搅拌酶解罐120 h水解产生的葡萄糖含量11.4%。而卧式搅拌酶解罐用于TS含量(25%)较高的PCS酶解时,120 h水解产生的葡萄糖含量为7.43%,比相同TS含量的立式搅拌酶解罐中葡萄糖含量高出0.26%。研究表明,3种酶解罐中,卧式搅拌罐更适合用于PCS的酶解。采用卧式搅拌酶解与同步糖化发酵耦合过程,TS含量为25%条件下,发酵液中乙醇含量可达到3.58%,纤维素水解率为76.8%。     

机械活化预处理对蔗渣酶解产糖影响的研究

采用机械活化方法对蔗渣进行预处理,研究其对蔗渣酶解产糖的影响。用红外光谱、X-射线衍射和扫描电镜测定预处理前后蔗渣结构及表面形态的变化,并分析其作用机理。研究结果表明,机械活化用于蔗渣预处理,可明显提高预处理后蔗渣的酶解产糖率。酶解时间为48 h时,蔗渣酶解产糖率从未处理时的19.86%提高到59.34%。蔗渣酶解产糖率的提高是由于机械活化处理使得蔗渣纤维素分子间部分氢键发生断裂、结晶度下降、表面有序结构被破坏的所致。     

碳基固体酸预处理结合酶解糖化玉米芯的研究

以自合成的木质素磺酸钠基固体酸（Sl-C-S-H₂O₂）为催化剂,并耦合纤维素酶实现玉米芯的两步水解建立糖平台。考察预处理条件对木糖收率的影响,最高木糖收率可达83.4％;在国产纤维素酶的作用下,48 h葡萄糖收率即可达92.6%,两步反应的总还原糖收率达88.1%。     

甜高粱渣分批补料酶水解生产高浓度糖

为了提高水解液中糖浓度,降低后续乙醇蒸馏成本,以低温碱处理的甜高粱渣为底物,研究分批补料糖化工艺对高浓度底物酶解的影响,采用扫描电镜(SEM)和红外光谱仪(FT-IR)对底物结构变化进行分析。结果表明:碱预处理可去除大部分的木质素,使纤维素暴露到表面,增加纤维素酶水解的可及性。甜高粱渣酶解的初始底物浓度为9%(w/v),在酶解8、24、48 h后分别补料8%、7%和6%构成四组酶解体系,分批补料水解最高固含量30%,酶用量为9.96 FPU/g底物的体系,酶解120 h后,葡萄糖和木糖浓度分别达到102.52 g/L和29.48 g/L,葡聚糖和木聚糖转化率分别为52.16%和40.45%。     

稻草秸秆辐照酶解工艺优化

通过采用60Co-γ辐照处理稻草秸秆,提高稻草秸秆的酶解效果。采用离子色谱仪测定稻草秸秆酶解液中可发酵性糖的含量,对水解温度、加酶量、液固比、水解时间4个因素进行单因素试验分析,对稻草秸秆酶解条件进行优化,建立稻草秸秆辐照酶解新工艺。研究结果表明,稻草秸秆辐照剂量在0～2 000 kGy内,辐照预处理最佳剂量为1 200 kGy;得到稻草秸秆最优辐照酶解条件:预处理辐照剂量为1 200 kGy、水解温度为45℃、水解时间为36 h、液固比为60、加酶量为120 U/g。在此最佳条件下,稻草秸秆纤维素、半纤维素总转化率达71%。     

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。     

LiCl/DMAc溶解再生甘蔗渣的表征分析与酶解特性

为了提高甘蔗渣的酶解率,采用氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺对甘蔗渣和稀硫酸预处理后的甘蔗渣进行溶解后再生,并对原生样品、再生样品和溶解残渣进行组分分析、结构表征和酶解实验。研究结果表明:稀硫酸预处理能够促进甘蔗渣在LiCl/DMAc中的溶解;再生样品不仅组成发生改变,而且结构更加疏松,纤维素构型从Ⅰ型变为Ⅱ型;LiCl/DMAc对纤维素、木聚糖、阿拉伯聚糖和木质素的溶出作用导致溶解残渣的组成改变,结构更加疏松,结晶指数降低;与原生样品相比,再生样品的酶解率显著提高,甘蔗渣再生样品中纤维素和木聚糖的酶解率分别为82.18%和51.71%,而经稀硫酸预处理后的甘蔗渣再生样品中纤维素的酶解率高达89.04%;溶解残渣中纤维素和木聚糖的酶解率也较溶解前显著提高。采用Li Cl/DMAc对甘蔗渣进行溶解再生可作为一种有效的木质纤维素处理手段。