化学预处理对玉米秸秆酶解糖化效果的影响

研究了化学预处理对玉米秸秆酶解糖化效果的影响.结果表明效果最好的是:40目玉米秸秆粉用0.5%的稀盐酸在121℃预处理60 min后,加入纤维素酶2.5 g·(100 g)-1和木聚糖酶液2 mL·(100 g)-1,在pH 4.8的乙酸-乙酸钠缓冲液体系中,液固比为10、50℃下糖化48 h,玉米秸秆的总糖产率达48.5%、纤维素和半纤维素的转化率达80.8%.     

SFP-AQ法预处理麦秸秆对酶解还原糖得率的影响

用SFP-AQ法(亚硫酸钠和甲醛―蒽醌)预处理麦秸秆,研究预处理条件对酶解还原糖得率的影响。结果表明,较适宜的预处理和酶解条件分别为:蒸煮温度150℃,保温时间1 h,Na2SO3用量为12%,纤维素酶、木聚糖酶、β-纤维二糖酶三种复合酶用量为20 FPU/g,pH值4.8,酶解温度50℃,酶解时间48 h。此时,还原糖得率可达到46.4%。     

酸性亚硫酸盐预处理对棉杆糖化效率的影响

采用酸性亚硫酸盐法预处理棉杆进行生物质转化,研究了硫酸用量、亚硫酸氢钠用量、预处理温度和保温时间等对棉杆底物酶水解效率和棉杆组分溶出的影响,并研究了棉杆酶水解过程中添加木素磺酸盐对棉杆底物酶水解效率的影响。结果表明,硫酸用量的增加可以明显提高半纤维素的降解溶出,亚硫酸氢钠用量的提高可以增加木素的磺化溶出,一定的预处理温度和保温时间是必要的,但过高的预处理温度和过长的保温时间对棉杆酶解效率没有益处。综合考虑,酸性亚硫酸盐预处理棉杆的最佳条件为:硫酸用量2.2%,亚硫酸氢钠用量8.0%,预处理温度170℃,保温时间40 min。纤维素酶用量为15 FPU/g(绝干底物)时,棉杆底物酶水解糖化率为83.9%。只添加商品木素磺酸盐,添加量为3.0%(对绝干底物),棉杆底物纤维酶水解转化率达到93.4%,基本达到工业生产的标准;黑液可以取代部分商品木素磺酸盐,但全部取代,效果略差。     

麦秸秆的氢氧化钙预处理及酶解试验研究

采用氢氧化钙对麦秸秆进行预处理,以酶解还原糖得率为目的,分别优化预处理及酶解条件。结果表明,氢氧化钙预处理麦秸秆的最佳条件是:Ca(OH)2添加量为0.06g/g(对秸秆),固液比为1:10,在120℃下反应时间为2h;最佳酶解条件是:温度50℃,pH4.8,纤维素酶17FPU/g(对秸秆),木聚糖酶160IU/g,在添加0.15g/g(对秸秆)Tween80条件下,酶解液中还原糖质量浓度为62.32g/L,酶解还原糖得率达85.23%。     

弱碱性过氧化预处理对稻草秸秆酶解糖化的影响

为了提高稻草秸秆的酶解糖化率,对稻草秸秆弱碱性过氧化预处理条件进行了优化。结果表明:弱碱性过氧化预处理降低了稻草秸秆中木质素的含量,提高了纤维素的含量。最优预处理条件为温度40 ℃,时间24 h,H₂O₂质量分数为2.0 %,在此条件下稻草秸秆的酶解糖化率达到了83.23 %,而在相同酶解条件下,预处理温度30 ℃、时间24 h、 2.0 % NaOH处理后稻草秸秆的酶解糖化率为70.38 %。弱碱性过氧化预处理稻草秸秆的糖化率明显高于碱性预处理稻草秸秆的糖化率。同时试验结果表明,木质素的除去率与H₂O₂质量分数有关。当H₂O₂质量分数大于2.0 %后,H₂O₂对木质素的除去选择性降低,木质素的除去率基本保持不变,却增加了半纤维素的损失。     

酶水解pH值对酸性亚硫酸氨盐预处理杨木糖化效率的影响

改变酶水解p H值可以影响木质纤维生物质碳水化合物的酶水解糖化作用效果。以经酸性亚硫酸氢盐预处理的杨木浆为底物,探究了酶水解p H值对其碳水化合物转化率的影响。结果表明,预处理杨木浆的酶水解总糖得率随p H值增加呈现先升高后趋于平缓的规律,酶水解最佳p H值范围为4.8~5.4。当酶水解液p H值为4.8时,经6%亚硫酸氢钠预处理杨木浆在20 FPU/g酶用量下水解,葡聚糖和总糖转化率达到最高值,分别为91.3%和84.3%。     

杨木废弃物预处理技术和水解反应动力学的研究(摘要)

以纸厂备料段的杨木废弃物为原料,对预处理工艺(包括湿氧化法、亚硫酸氢钠法、机械法和黄孢原毛平革菌法)的效果进行了研究,采用X-射线衍射、扫描电镜、热重分析仪、红外光谱、高效液相色谱和气质联用等分析手段对预处理所得物料和预处理液进行了分析,从而表征预处理过程中发生的物理化学变化;探讨了物料水解工艺(包括浓硫酸、稀硫酸和纤维素酶水解)对纤维转化率的影响,对水解残渣和水解液进行了表征,并建立了相应的动力学模型;最后对酶解液进行发酵成功制取了乙醇.     

1-十六烷基吡啶氯盐对纯纤维素酶解糖化的影响

以纯纤维素为底物,考察了阳离子表面活性剂1-十六烷基吡啶氯盐对纯纤维素酶解糖化的优化条件及其对体系酶活和酶动力学的影响。结果表明:当酶量为10 FPU/g,底物质量分数为1.25%,1-十六烷基吡啶氯盐质量浓度为5 g/L,反应时间为12 h时,纤维素平均转化率为59.91%,比不添加表面活性剂的空白样转化率提高了20.79%。1-十六烷基吡啶氯盐的加入,提高了酶解反应的最大反应速率和米氏常数,其中,最大反应速率提高了58.22%,米氏常数提高了101.42%。相对酶活提高率随时间呈现先升高后降低的规律,在24 h时,相对酶活提高率最高值达53.18%。     

Modification of Poplar Wood Using Polyhexahydrotriazine and Its Effect on Hygroscopicity

Chemical modification is an efficient method for improving the properties of wood. In this study, poplar sapwood was modified via paraformaldehyde, 4,4′-oxydianiline (ODA), and N-methylpyrrolidone solvents through a vacuum-pressure impregnation process. The poplar sapwood underwent a curing process producing the ODA polyhexahydrotriazine polymer, which is a strong thermosetting material. The results showed that the weight percent gain of the modified poplar sapwood was 223.3%. The density of the modified wood specimen increased from 356.8 kg/m³ to 445.0 kg/m³. The water absorption decreased from 159.6% to 0.9% due to the thermosets penetration into the lumen and the cell walls of the wood. Additionally, condensation reactions occurred between the aldehyde groups of the paraformaldehyde and the hydroxyl groups of the poplar wood. The results showed that the modified wood achieved stronger waterproof properties than the unmodified wood.     

加压热水预处理温度对毛白杨木材结构及酶解效果的影响

采用加压热水对毛白杨进行预处理,利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等研究了预处理温度对毛白杨木材及其酶解材微结构的影响,并考察了预处理温度对还原糖得率的影响。结果表明：毛白杨木材经加压热水处理后结构松散,纤维形态和表面结构发生了改变;加压热水处理温度超过180 ℃以后,酶解前后物料的结晶度降低明显,酶解后的降幅最大可达74%。随着预处理温度的增加,木材酶解还原糖得率先增加后减小,其中预处理温度为200 ℃时还原糖得率最大可达38.3%。     

Effect of Ultrasound Pretreatment on Vacuum Drying of Chinese Catalpa Wood

Ultrasound pretreatment of wood prior to drying was examined as a method to increase the effective water diffusivity, reduce drying time, and improve product quality of Chinese Catalpa wood. Pretreatment tests were carried out at three pretreatment durations, three absolute pressure levels, and three ultrasonic intensities. All specimens were then dried at 60°C and the absolute pressure level of 0.02 MPa to determine the effects of pretreatment parameters on vacuum drying characteristics. A microscopic analysis was carried out to visualize the formation of microchannels and view any other changes to wood tissue structure that occurred. Results showed that ultrasound pretreatment prior to vacuum drying enhances the effective water diffusivity; the higher the ultrasound power level, the longer the pretreatment time, and the lower the absolute pressure, the shorter is the drying time. Ultrasound creates micro channels within the tissue of wood during pretreatment. However, the pretreatment time should not be too long when the ultrasound is high.     

碱性臭氧预处理对稻草秸秆酶水解的影响

以稻草秸秆为原料经碱性臭氧预处理后进行酶水解,研究了处理前后稻草秸秆半纤维素、纤维素、木质素含量的变化,通过测定酶水解还原糖含量来判断预处理的效果。结果表明,碱性臭氧预处理与碱预处理相比,在稻草秸秆木质素含量与降解上没有什么差异,但酶水解糖化效果更优。经O3/2%NaOH预处理过的稻草秸秆,在pH值5.0、酶用量31.2mg.（g底物）-1、45℃条件下酶水解120h时,还原糖含量达到了902mg.（g稻草秸秆）-1,糖化率达到了92.57%。     

酶预处理对漂白麦草纤维孔隙结构的影响

为了探究纤维孔隙结构对微纤化纤维素制备过程中机械解离能耗的影响,采用低温氮吸附法分析了不同酶用量对复合纤维素酶预处理漂白麦草纤维孔隙结构的影响。结果表明：随着酶用量的增加,纤维BET比表面积和总孔容均呈现先降低后增加,再降低再增加的“W”型变化。通过分析筛分后纤维各组分孔隙结构的变化,发现纤维细胞壁上的孔隙相对集中在细小纤维组分上,当酶用量较低时,细小纤维含量下降是造成纤维BET比表面积和总孔容减小的主要因素,当酶用量较高时,纤维细胞壁孔隙间转化程度明显增加,孔隙结构的变化是影响纤维BET比表面积的主要因素。     

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。     

应用不同型式反应器对蔗渣酶水解的研究

采用预处理条件为：蔗煮时间5.5h,温度为155℃－160℃,压力为0.6MPa,pH为4．5的40目的纸浆蔗渣为底物,Yakult的Onozuka－R－10纤维酶为催化剂,在50℃,pH为4．8（醋酸－醋酸钠缓冲液）的条件下,考察了釜式和固定床反应器对酶解反应过程的影响,测定了在不同底物浓度,不同搅拌强度和不同循环流速对酶解反应还原糖得率影响。结果表明,对釜式反应器,底物浓度高,转化率低,搅拌强度加大对纤维素水解有利。对固定床反应器,循环流速增大,可提高蔗渣酶解的还原酶是率。对工业化过程来说,采用固定床反应器对蔗渣酶解反应比釜式反应器较为有利。     

木材蒸煮废水预处理的实验研究

采用酸析法和化学混凝法分别对木材蒸煮废水进行预处理比较,其中化学混凝法采用三氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁3种混凝剂,以聚丙烯酰胺为助凝剂进行混凝处理。结果表明,以三氯化铁为混凝剂,在pH=4,投药量在500mg/L时,对木质素、CODCr具有较好的去除效率,分别达到95.43%、79.49%。     

亚硫酸钠预处理提高稻草酶水解糖化效率的研究

研究了亚硫酸钠预处理对稻草化学组分变化及酶水解性能的影响。结果表明,提高温度或增加Na2SO3用量可以脱除更多的木质素和半纤维素,酶水解效率也相应提高,但木质素脱除率达到50%以后,继续增强预处理条件,对酶水解糖得率无显著的促进作用。相比而言,加大Na2SO3用量更有利于使木质素溶出,提高温度更有利于使高聚糖溶出,加大Na2SO3用量比提高温度对酶水解效率的提高影响更显著。通过实验得到亚硫酸钠预处理稻草的最优条件,在温度为140℃,Na2SO3用量为16%,纤维素酶用量为20 FPU/g(对纤维素)时,总糖转化率达到最大,为74.9%,此时的总糖得率为43.5%。     

CRISPR-Knockout of CSE Gene Improves Saccharification Efficiency by Reducing Lignin Content in Hybrid Poplar

Caffeoyl shikimate esterase (CSE) has been shown to play an important role in lignin biosynthesis in plants and is, therefore, a promising target for generating improved lignocellulosic biomass crops for sustainable biofuel production. Populus spp. has two CSE genes (CSE1 and CSE2) and, thus, the hybrid poplar (Populus alba × P. glandulosa) investigated in this study has four CSE genes. Here, we present transgenic hybrid poplars with knockouts of each CSE gene achieved by CRISPR/Cas9. To knockout the CSE genes of the hybrid poplar, we designed three single guide RNAs (sg1–sg3), and produced three different transgenic poplars with either CSE1 (CSE1-sg2), CSE2 (CSE2-sg3), or both genes (CSE1/2-sg1) mutated. CSE1-sg2 and CSE2-sg3 poplars showed up to 29.1% reduction in lignin deposition with irregularly shaped xylem vessels. However, CSE1-sg2 and CSE2-sg3 poplars were morphologically indistinguishable from WT and showed no significant differences in growth in a long-term living modified organism (LMO) field-test covering four seasons. Gene expression analysis revealed that many lignin biosynthetic genes were downregulated in CSE1-sg2 and CSE2-sg3 poplars. Indeed, the CSE1-sg2 and CSE2-sg3 poplars had up to 25% higher saccharification efficiency than the WT control. Our results demonstrate that precise editing of CSE by CRISPR/Cas9 technology can improve lignocellulosic biomass without a growth penalty.     

木粉预处理对PP木塑复合料性能影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)木塑复合材料(WPC),研究了木粉含量及预处理方式对WPC力学性能、吸水性能的影响.结果表明:随着木粉含量的增大,WPC的弯曲强度和弯曲模量明显上升,拉伸强度有所降低,而冲击强度基本保持不变.木粉经过化学预处理对WPC力学性能的改善比物理预处理要好.从吸水率来看,随着木粉含量的增大,WPC吸水率保持在0.22％以下,远低于纯木材.