甘蔗渣的蒸爆及水解技术的研究

以甘蔗渣为原料,对蒸爆预处理进行了研究,考察了蒸爆压力和时间对甘蔗渣水解的影响,并研究了稀酸蒸爆对还原糖得率的影响。     

甘蔗渣的蒸爆及水解技术的研究

以甘蔗渣为原料,对蒸爆预处理进行了研究,考察了蒸爆压力和时间对甘蔗渣水解的影响。并研究了稀酸蒸焊对还原糖得率的影响。     

膨化/生物法预处理对纤维素酶酶解蔗渣的影响

膨化后的甘蔗渣再进行白腐菌处理,其酶解得率高达92％以上。膨化使甘蔗渣纤维素结晶度下降,蔗渣纤维的三大组分含量也有较大的变化。试验表明,最佳膨化条件为：浸泡碱质量浓度40g/L,浸泡时间6h,压力0．6MPa,保温时间5min。     

甘蔗渣回收生产木糖的实验条件探讨

以甘蔗渣为原料,研究了影响木糖生产的３个主要因素：压力,酸浓度,水解时间。结果表明,水解压力０．１ＭＰａ,酸浓度２％,时间５０ｍｉｎ,此时木糖得率为７８．５６％,而在１％Ｈ２ＳＯ４,０．６ＭＰａ１０ｍｉｎ条件下蒸爆,木糖得率约为８０％为最佳条件。     

构树皮蒸汽爆破预处理的研究

研究了蒸汽压力和保压时间对构树皮蒸汽爆破预处理后酸水解还原糖得率的影响。确定当蒸汽压力为 2.2 MPa,保压时间为 9 min 时,还原糖总得率最高,为原料理论含糖量的 76.48%,而未经蒸汽爆破预处理直接酸水解的还原糖得率仅为理论得率的 47.25%。原料经蒸汽爆破预处理后再酸水解的还原糖总得率比直接酸水解的还原糖得率提高了 61.86%。通过扫描电镜对比观察了蒸汽爆破预处理对纤维结构的作用效果。     

废纸的利用探讨———酶法水解反应生产还原糖

通过纤维素酶水解复印废纸生产还原糖的实验,测定了还原糖得率与酶解时间的关系么及温度、ｐＨ值、酶浓度、底物浓度对酶解还原糖得率的影响。研究表明：废纸酶解回收利用具有很大的开发潜能。     

麦秆酸解制备还原糖的研究

麦秆用盐酸进行酸解,探究了不同料液比及处理时间酸解后对麦秆酶解制备还原糖的影响。结果表明：随着料液比的增加,麦秆的纤维素和半纤维素的保留率逐渐减少,木质素的脱除率逐渐增加,浸泡时间控制在60 min最佳。在80℃、浓度0.8 mol/L、浸泡60 min、料液比1∶100条件下预处理的麦秆,酶解后溶液中还原糖含量达5.7 g/L。     

蒸爆技术应用于甘蔗渣的回收利用

纤维素的晶体结构影响了纤维素分子降解,为了有效利用甘蔗渣,必须对原料进行预处理。介绍了蒸爆预处理的原理及类型,并考察了蒸爆压力和时间对甘蔗渣水解的影响。     

加拿大一支黄花基乙酰丙酸的制备研究

以加拿大一枝黄花为原材料,提取α-纤维素,并制备乙酰丙酸。在符合生物炼制观念的基础上,考察温度、时间、酸浓度、固液比对乙酰丙酸的产率和还原糖残留量的影响。采用气相色谱法进行产率的分析。结果表明,压力为2.0 MPa时,在最佳温度230℃,时间45 min,硫酸浓度为6%,固液比1∶20的条件下,乙酰丙酸的产率为27.62%。反应结束之后,还原糖基本完全转化,残留量为1.02%。     

金属离子助催化稀酸水解纤维素工艺的研究

以小麦秸秆为原料,采用正交试验考察了硫酸浓度、Fe2+浓度、反应温度和反应时间等因素对稀酸水解纤维素的还原糖得率的影响,得到了优化的纤维素水解反应工艺组合:反应温度180℃,Fe2+浓度0.0375mol/L,硫酸质量分数1%,反应时间90min。研究了Fe2+、Ni2+、Na+、Mg2+四种金属离子对稀酸水解纤维素制备还原糖的影响,结果表明,金属离子能明显提高稀酸水解纤维素的转化率和还原糖得率,其助催化作用的大小依次为:Fe2+Na+Ni2+Mg2+,Fe2+对稀酸水解小麦秸秆制备还原糖的催化效果最佳,还原糖得率最高可达73.05%,纤维素转化率达到85.79%。     

溶剂脱毒汽爆玉米秸秆对酶解以及发酵的影响

以脱毒对酶解及发酵的影响为研究对象,以酶解还原糖得率及发酵乙醇质量浓度为指标,采用溶剂萃取的方法对无催化汽爆玉米秸秆进行萃取脱毒。结果表明,酶解还原糖得率随着萃取剂及萃取方式介于34.85%和89.7%,酶解还原糖得率和发酵乙醇质量浓度与脱毒有机溶剂的沸点高度负相关,表明有机溶剂的残留是导致酶失活的主要原因。而对于所考察的溶剂,乙醇产率为0.47～0.49 g乙醇/g还原糖,表明有机溶剂残留对乙醇发酵并无显著影响。采用乙醚和丙酮的组合萃取,乙醇最高产率可以达到理论值的96.1%。     

离子液体[BMIM]Cl处理汽爆活化玉米秸秆及酶解

为了提高玉米秸秆酶解还原糖产率,利用蒸汽爆破法活化玉米秸秆原料,并利用离子液体[BMIM]Cl进行处理,考察了汽爆压力和维压时间对处理后物料酶解还原糖产率的影响。结果表明,汽爆压力2.6 MPa,维压时间90 s下汽爆活化秸秆原料,[BMIM]Cl处理后,酶解24 h后还原糖产率较汽爆活化后物料提高了84.03%,较原料提高了286.83%。秸秆化学组分分析表明,[BMIM]Cl处理后物料纤维素质量分数增加了64.86%,X射线衍射(XRD)与扫描电镜(SEM)分析表明,其晶形结构转变为无定形结构,更有利于纤维素酶与底物作用。说明汽爆活化[BMIM]Cl处理能显著提高玉米秸秆的酶解还原糖产率。     

办公废纸酶法水解生产葡萄糖的试验研究

通过采用纤维素酶,水解复印废纸生产还原糖的试验,测定了还原糖得率与酶解时间的关系以及底物浓度对酶解还原糖得率的影响,并对废纸酶解利用的工业化流程进行了简要分析。研究表明,废纸酶解回收利用是有很大开发应用前景的。     

汽爆甘蔗渣转化乙醇的实验研究

研究了甘蔗渣的汽爆条件,并利用高效液相色谱（HPLC）对甘蔗渣汽爆产物进行了分析。在相同汽爆蒸汽压力下,随着汽爆保压时间的延长,降解产生的对后续酶解和发酵有害的物质甲酸、乙酸和糠醛等也随之增加。研究了汽爆甘蔗渣的酶解和发酵性能,在实验室小试的基础上,进一步利用50 L发酵罐进行放大的酶解和发酵实验,在酶解液固形物浓度27.09%（ω）条件下,48 h发酵液乙醇浓度6.17%（φ）,显示汽爆甘蔗渣能够较好地被转化用于生产乙醇。     

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。     

浓硫酸水解废弃木糖渣的工艺研究

采用单因素试验法探讨浓H2SO4水解木糖渣制还原糖的影响因素。木糖渣在浓H2SO4作用于水浴温度下进行水解,其较佳的工艺条件为:酸固比(质量比)5∶1,浸泡时间2.5 h,浸泡温度35℃,水解酸浓度45%,水解时间60 min,水解温度90℃,还原糖产率为90.1%。得到还原糖产率高于稀酸水解还原糖产率,且条件温和。为木糖渣的再利用提供了一条环保的生产途径。     

蒸汽爆破玉米秸秆提高酶解还原糖产率的研究

对玉米秸秆进行蒸汽爆破预处理,并对处理前后的玉米秸秆组分和结构进行了表征。酶解24 h的实验结果表明,与未处理秸秆相比,汽爆处理后样品的还原糖产率提高了97%。化学与物理分析结果表明,处理后物料半纤维素及可溶性物质质量分数减少,纤维素质量分数增加29.7%;X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表明纤维素致密结构被破坏。预处理后物料酶解还原糖产率最高时汽爆工艺参数为:汽爆压力2.2 MPa,每克秸秆原料加入1 mL蒸馏水(简称液固比1 mL/g),维压时间9 min,物料颗粒度40~60目。     

超声波-微波辅助柠檬酸催化纤维素水解条件

以柠檬酸为催化剂,采用超声波-微波相结合的辅助手法对自制稻草纤维素进行了水解研究。以还原糖得率为指标,在单因素试验的基础上,通过3因素3水平的正交试验考察了酸浓度、超声波处理时间和微波加热时间对指标的影响。对实验结果进行了极差分析和方差分析,结果表明,最佳反应条件为：柠檬酸浓度20%、超声波处理90 min、微波500 W加热30 min,此时还原糖得率最高,达64.46%。对稻草纤维素原料和水解残渣进行了红外表征,结果显示,水解残渣仍以纤维素的形式存在,可重新水解,提高原料利用率。     

杨木纤维混菌协同发酵产还原糖

为提高杨木纤维的糖化利用率,采用酸处理的方式制备杨木纤维还原糖,对硫酸浓度、水解时间和液料比分别进行单因素试验,根据单因素实验结果设计Box-Behnken中心组合试验,以还原糖提取率为指标值,采用响应面分析法确定降解的最优工艺参数。并以混合培养纤维素生产菌的方式提高纤维素酶的生产量酶解杨木纤维产还原糖。结果表明:酸预处理过程产还原糖最优化条件为,液料比10.03、酸浓度2.03%、水解时间103 min,还原糖提取率平均值为19.31%。获得能大幅度提升纤维素酶活的菌种比例为斜卧青霉和里氏木霉RutC-30,接种比例为3∶7,酶解得率为21.7%。为后续的木质纤维素应用转化为其它产物提供了支撑基础。     

竹材纤维甲酸水解产糖的研究

采用含催化剂的甲酸溶剂体系水解竹细粉得到还原糖,研究了液固比、时间、温度、催化剂浓度以及水解次数等因素对还原糖得率的影响。试验结果表明,液固比为25∶1,温度为60℃,水解6h后,所得还原糖得率达72.7%。减小液固比、增加水解次数和延长水解时间,还原糖得率可达60.2%。水解后的甲酸能清洁回收并循环利用。