微波辐射下盐酸催化纤维素水解研究

采用微波辐射与盐酸催化相结合对纤维素进行水解,探讨了微波功率、酸浓度和反应时间等工艺条件对纤维素水解过程的影响,在微波功率为500 W,盐酸浓度为20%的条件下,反应50 min水解液中还原糖浓度达到最大值36.7 g·L-1,比平行实验中常规水浴加热所得还原糖浓度提高了14.4 g·L-1.对微波条件和常规条件下水解残余物的红外分析表明,微波条件与常规条件下的水解残余物结构基本一致,保留了很好的纤维素特征.     

微波辅助[Bmim]FeC13Br 催化稻草秸秆纤维素水解为还原糖的研究

本文研究了稻草秸秆在微波辅助、离子液体Bmim]FeC13Br中水解为还原糖的条件。在微波功率为240W,物料,催化剂比为5：4g·g^-1,微波处理时间为130min,物料／水比为1：40g·mL^-1的条件下,还原糖收率为28．06％。     

微波辅助[Bmim]FeCl_3Br催化稻草秸秆纤维素水解为还原糖的研究

本文研究了稻草秸秆在微波辅助、离子液体Bmim]FeCl3Br中水解为还原糖的条件。在微波功率为240W,物料/催化剂比为5∶4g·g-1,微波处理时间为130min,物料/水比为1∶40g·mL-1的条件下,还原糖收率为28.06%。     

［Bmim］Cl离子液体中微波辐射加热促进稻草秸秆酸水解制备还原糖

以［Bmim］Cl离子液体为介质,研究了微波辐射加热对硫酸催化稻草秸秆水解的促进作用,并对水解产物中的还原糖进行了测定。着重考察了［Bmim］Cl离子液体用量、硫酸浓度、反应温度和反应时间等因素对还原糖收率的影响,并采用正交试验法对微波辐射下稻草酸水解条件进行了优化。结果表明,在［Bmim］Cl离子液体介质中,用微波辐射加热促进稻草酸水解制备还原糖的最佳条件是：［Bmim］Cl用量10.0ml,硫酸浓度10.0%,微波加热温度85℃,反应时间60 min。在此条件下还原糖的收率可达到23. 22%,而常规酸水解得到的还原糖收率仅为18.74%。通过显微镜和红外光谱对水解残余物与稻草原料进行分析后发现：水解后的稻草残渣变细、变薄,并且与稻草原料的结构基本一致,保留了较好的纤维素特征。     

纤维素酶水解纤维素还原糖的测定

对不同类菌种在不同培养基中的酶活性进行比较,测定了其底物得糖率,最高达８．５９％,可对纤维素酶的进一步研究提供实验参照。     

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。     

硫酸改性Ti-MCM-41分子筛催化水解纤维素

以硫酸钛为钛源,硅酸钠为硅源,十六烷基三甲基溴化铵为模版剂,采用水热晶化法合成出Ti-MCM-41介孔分子筛,用浸渍法得到硫酸改性Ti-MCM-41分子筛。采用XRD和BET对硫酸改性Ti-MCM-41分子筛进行结构表征,结果发现,Ti-MCM-41分子筛经硫酸改性后仍然具有规则有序的介孔结构和较大的比表面积（604．84m^2／g）。用硫酸改性Ti-MCM-41分子筛催化纤维素水解并探讨了反应温度、反应时间、催化剂用量及液固比对纤维素水解的影响。实验结果表明,硫酸改性Ti—MCM．41分子筛能够明显降低纤维素的残渣率,提高总还原糖和5-羟甲基糠醛（5-HMF）的收率;最佳的反应条件是：反应温度230℃,反应时间15min,催化剂加入量为纤维素／催化剂质量比2：0.3,液固比30,此条件下残渣率为11．95％,总还原糖收率为47．23％,5-HMF收率为20．70％。     

稻草酸水解制备乙酰丙酸的研究

以稻草为原料,高压酸水解法制备乙酰丙酸,采用气相色谱法测定水解液中乙酰丙酸的含量,考察了反应温度、反应时间、固液比和硫酸质量分数对乙酰丙酸得率的影响,通过单因素试验确定了最佳水解条件。结果表明,在高压 1.6 MPa 条件下,反应温度 170℃,反应时间 60 min,固液比1:10,硫酸的质量分数为 5% 时,所制得乙酰丙酸得率为 24.35%,此条件下水解残渣中纤维素和多戊糖均已完全反应。     

醋酸预水解对稻草化学成分及酶水解性能的影响

研究了醋酸预处理对稻草主要化学成分及酶水解糖化效率的影响。在160℃下以不同的醋酸用量(0～4%)对稻草进行处理,预处理后稻草的Klason木质素含量基本保持不变,约60%的酸溶木质素被脱除;灰分含量(质量分数)约下降30%,灰分中SiO2则几乎全部保留在预处理浆料中。预处理醋酸用量的增加对酸溶木质素和灰分含量的变化均无显著影响。预处理后高聚糖的降解程度随醋酸用量的增加而上升,其中半纤维素的降解程度尤为显著,阿拉伯聚糖、半乳聚糖大量溶出。对经醋酸预处理稻草的酶水解研究表明,预处理中醋酸用量的增加无助于酶水解液中还原糖得率的提高。稻草于160℃下经不添加醋酸的自水解预处理后,其酶解还原糖得率均高于经醋酸预处理的稻草,当纤维素酶用量为40 FPU/g(对底物)时,稻草中高聚糖的酶水解转化效率最高,葡聚糖、木聚糖的转化率分别为67.8%和45.3%,总糖转化率为58.8%。     

稀硫酸催化水解稻草秸秆半纤维素的研究

对稀硫酸催化水解稻草秸秆半纤维素进行了研究.考察了固液比、稀硫酸质量分数、反应温度、反应时间对半纤维素水解的影响.采用正交实验法,以总还原糖含量为考察指标,对实验结果进行直观和方差分析,探讨稀硫酸催化水解半纤维素的最优反应条件.结果表明,稀硫酸催化水解稻草秸秆半纤维素以固液比(质量体积比)1:10、稀硫酸质量分数25%、反应温度95℃、反应3h为最优条件,在此条件下,10g稻草秸秆粉末水解得到总还原糖2.704g,总还原糖收率达94.9%.     

稀酸催化小麦秸秆分步水解研究

利用农作物秸秆水解产物酿造酒精是发展可再生能源的一条重要途径,促进秸秆组分中半纤维素和纤维素的高效、低成本水解转化是实现这一途径的关键和瓶颈。以小麦秸秆为原料,稀硫酸为催化剂,研究了秸秆组分中半纤维素和纤维素的分步水解工艺,通过正交试验优化了酸浓度、原料固含量、反应时间和反应温度等工艺条件,在优化的分步水解工艺条件下原料转化充分,还原糖得率较高。     

自水解预处理对稻草化学成分及酶解性能的影响

研究了自水解处理对稻草秸秆主要化学成分及酶解糖化效率的影响。结果显示:在100～160℃下对稻草进行自水解预处理,酸溶木质素的脱除程度随着自水解温度的升高而增大,而Klason木质素含量几乎没有变化,几乎全部SiO2仍然保留在预处理后草片中;稻草高聚糖的降解程度随着自水解温度的升高而增加,但由于自水解液酸性较弱,大量高聚糖仍保留在草片中;自水解预处理有利于促进稻草的酶解糖化,随着自水解预处理温度的升高和酶用量的增大,酶解液中各种聚糖得率均有不同程度的提高,但自水解温度的影响显得更为重要;经160℃自水解预处理的稻草在40 FPU/g混合酶用量下,葡聚糖和木聚糖的总转化率约为68%和45%,总糖转化率近60%。     

Sugar Purification from Enzymatic Rice Straw Hydrolysis Products using Cross-Flow Diafiltration

The sugars produced by enzymatic hydrolysis of rice straw are separated using cross-flow diafiltration in this study. The effects of membrane type, membrane pore size, cross-flow velocity and transmembrane pressure on the filtration flux, sugar rejection, and sugar mass flux transported to the filtrate are discussed. The filtration flux increases with increasing cross-flow velocity or transmembrane pressure. When the membrane made of mixed cellulose ester (MCE) is used, over 70% filtration resistances are caused by the membrane fouling; while the resistance due to virgin membrane is dominant when regenerated cellulose (RC) membranes are used. A force balance model is applied to relate the filtration flux and filtration resistance to operating conditions. The calculated data of filtration flux based on this model agree fairly well with experimental data. In addition, a theoretical model is used to explain the sugar transmission through the cake and membrane pores. The sugar rejection coefficient decreases with increasing cross-flow velocity because of the effect of cake reduction. This effect is more significant when the MCE membrane is used. Comparing the sugar mass flux transported into the filtrate, it is more effective for sugar purification by using 10 kD RC membrane and under higher transmembrane pressures.     

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。     

Tween80对稻草水解及同步糖化与发酵产乳酸的影响

在生物转化纤维原料产乳酸的过程中,酶解纤维原料产还原糖是限速步骤。为了获得较高的产物产率,需较高的酶用量,这使大规模酶解废弃纤维原料的成本很高。对吐温80在酶解稻草纤维素产糖,以及耐高温乳酸菌同步糖化发酵稻草产乳酸过程中的作用进行了考察。初步结果表明,吐温80加入可使保持同等程度的水解率所需的酶用量降低,添加0.2 g/g底物的吐温80到酶用量10 FPU/g体系,水解120 h的糖产率为292.2 mg/g,比不加表面活性剂体系的糖产率增加了11%;添加0.7 g/L的吐温80进行同步糖化与发酵72 h,能使乳酸产量提高24.2%。     

响应曲面法优化小麦秸秆纤维素酶水解条件

利用响应曲面试验设计方法(RSM),选择底物质量分数、酶投加量、温度、pH值及水解时间为试验因子,还原糖(RS)产率为响应值,考察小麦秸秆纤维素酶水解过程中各影响因子对还原糖产率的影响,对小麦秸秆纤维素酶水解条件进行优化。结果表明,所考察的5个影响因子对还原糖产率均具有显著影响(p<0.05)。所得回归方程R² 值为 0.946 9,p<0.05,变异系数(C_V)值为4.37%,足够精度值为26.396,说明模型高度显著,可以在设计范围内对响应值进行预测。模型预测最佳水解条件为底物质量分数8.0%,酶投加量为35 FPU/g(以秸杆质量计),温度50 ℃,pH值5.4,水解时间96 h。利用最优水解条件进行验证试验,所得还原糖产率为60.73%,水解液中葡萄糖和木糖质量浓度分别为31.84和 16.74 g/L。     

木糖渣稀酸水解制取还原糖条件的研究

在高温条件下通过对木糖渣稀硫酸水解的研究,探讨了影响水解还原糖产率的因素如固液比、硫酸浓度、时间和温度,得到了水解还原糖的较优条件是固液比为1：15（质量体积比）,硫酸浓度为8%,反应温度为120℃,反应时间为120min。在此条件下,得到还原糖产率为45.6%。证明通过稀酸水解处理木糖渣是一条重要和环境友好型的途径。     

超／亚临界水两步法水解稻秆制备还原糖

以稻秆为原料,采用两种间歇式反应工艺,对其在超／亚临界水条件下两步水解过程进行研究。重点考察反应温度、反应时间、液固比对水解行为的影响,并与超临界一步法水解工艺进行了比较。结果表明,对稻秆进行低温段水解,液固比100：1,190℃、40min条件下最大还原糖得率21％,将液固比降低到40：l,20min即可获得与液固比...