改善玉米秸秆酶水解糖化得率的碱性亚硫酸盐法预处理工艺的优化

对碱性亚硫酸钠法预处理玉米秸秆的工艺进行了优化,确定了最佳的预处理条件为用碱量12%,液固比为6∶1,最高温度140℃,保温时间20min。在该预处理条件下的葡聚糖的酶水解效率为85.38%,木聚糖的酶水解效率为70.36%,总糖得率为74.73%,相比相同总碱量氢氧化钠预处理秸秆酶水解总糖得率67.67%,提高10.43%。此外,在此最佳预处理条件下处理的玉米秸秆,使用PFI继续打浆1500转后,葡聚糖的酶水解效率为89.74%,木聚糖的酶水解效率为74.06%,总糖得率为78.58%,相比相同总碱量氢氧化钠预处理秸秆后再PFI处理1500转的总糖得率68.90%,提高14.05%。     

玉米秸秆酶解工艺条件优化

研究了不同的因素对纤维素酶酶解玉米秸秆的影响,包括时间、反应温度、底物浓度、酶用量等.采用5因素和4水平进行玉米秸秆酶解正交试验.结果表明,影响玉米秸秆酶解的因素为反应温度>水解时间>底物浓度>速度>酶用量:得到纤维素酶酶解玉米秸秆的最佳条件为反应时间48h,酶解温度55℃,底物浓度20g/L,速度130r/min,酶用量为200U/g.该研究为玉米秸秆的生物利用提供了理论依据.     

预处理玉米秸秆连续酶水解与发酵工艺研究

本文以预处理玉米秸秆(PCS)为底物,设计建造了连续酶水解与发酵实验室装置,并利用该装置研究了3个体系的连续酶水解发酵过程。结果表明,干物质浓度(TS)21%/酶加量(EL)5.4%(酶和纤维素的质量百分比,下同)和25%TS/4.8%EL的两个体系分别在27 d和36 d(在表1内有体现)内达到稳定运行,乙醇浓度最高分别可达到2.8%和3.3%。36.8%TS/3.7%EL体系由于抑制物的影响无乙醇产生,但稳定运行时水解糖浓度可达到12.5%,达到了提高酶水解过程水解糖浓度的目的,表明连续酶水解发酵工艺可行。      

不同预处理方式对玉米秸秆酶解液成分的影响

玉米秸秆中的单糖或者寡糖的释放由于芳香族聚合物木质素阻遏纤维素酶进行糖解聚作用而效率地下.然而预处理作用可以有效地移除木质素或者打破木质素的结构,从而可以增强还原糖的释放.其过程主要包括2个生物转化程序:玉米秸秆中纤维素的水解产生还原糖,然后进行生物乙醇发酵生产过程.在该研究中,通过HPLC方法监测不同预处理方法处理玉米秸秆酶水解液中的成分,从而得到最佳的预处理方法.结果表明,磁力搅拌辅助CO2激光协同通气预处理方法的糖化效果高于其他预处理方法.     

玉米秸秆制酒精--秸秆预处理及水解方法的探讨

利用丰富、价廉的玉米秸秆为原料生产酒精已成为必然趋势，而最需要解决的关键问题是玉米秸秆的预处理及水解转化技术。研究结果表明，玉米秸秆先采用蒸汽爆破法或温氧法预处理，使木质素和纤维分离，然后进行酶水解，可使纤维素转化率达85％，再利用酵母发酵生成酒精。     

离子液体预处理对玉米秸秆酶解效率的影响

离子液体作为一种可应用于木质纤维素预处理的新型绿色溶剂,以其处理效率高、环境友好等优势越来越受到人们的关注。采用4种离子液体:1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim]Ac)、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([Bmim]HSO4)、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF_4),处理玉米秸秆,比较预处理后物料的酶解效果,并考察预处理后秸秆的成分、表面形态和结构的变化对酶解效率的影响,以探究离子液体预处理提高酶解效率的机制。结果表明,[Emim]Ac、[Amim]Cl、[Bmim]BF_4等3种离子液体在130℃下处理玉米秸秆1.5 h均可以在一定程度上去除木质素,有效地打破木质素与半纤维素的连接键,提高酶解效率。其中,[Emim]Ac具有较好的木质素选择性脱除效果,使木质素去除率达54.47%,有效破坏了包裹着纤维素的致密网状结构,增加物料的表面粗糙度,同时使纤维素由晶型I转变为更易酶解的晶型II,使预处理后秸秆的酶解效率提高到91.20%,是预处理前酶解效率的4.77倍。     

氨化预处理对玉米秸秆酶解产糖的影响

为综合利用玉米秸秆,加快纤维素酶降解玉米秸秆。本文以玉米秸秆为原料,还原糖产量为主要指标,通过氨化预处理后酶解玉米秸秆,采用DNS法测定还原糖产量,并考察氨化剂种类、浓度、固含量和氨化时间对玉米秸秆酶解产糖的影响。结果表明,在以碳酸铵为氨化剂,氨化剂浓度为20%,固含量为50%,氨化时间为11 d,在此条件下,还原糖产量最高为314.18 mg/mL,与直接酶解秸秆相比提高51.80%。扫描电镜结果显示,米秸秆经碳酸铵氨化预处理后,木质素和纤维素的结构发生变化,表面结构变得粗糙疏松,纤维素暴露,更有利于纤维素酶的作用。此外,FTIR发现,氨化处理后玉米秸秆在2920和1650 cm^-1处的吸收峰减弱,其峰值降低一定程度上代表木质素结构被破坏。总体来看,玉米秸秆经过碳酸铵氨化预处理后,更有利于酶解玉米秸秆。     

预处理对玉米秸秆纤维筛分及酶解性能的影响

分别采用热水和NaOH对玉米秸秆进行预处理,并对预处理后玉米秸秆进行筛分。研究了两种预处理方法对玉米秸秆不同筛分组分及其化学成分的影响,并对不同筛分组分的纤维素酶解性能进行了研究。结果表明,与热水预处理相比,NaOH预处理玉米秸秆的细小纤维含量和纤维素酶解转化率更高。不同筛分组分的化学成分和酶解性能有一定差异,细小纤维的纤维素酶解效率更高。     

对甲基苯磺酸预处理玉米秸秆动力学及酶解特性研究

本研究采用对甲基苯磺酸（p-TsOH）预处理玉米秸秆,研究了3个预处理因素（p-TsOH质量分数、水解温度和水解时间）对其三大组分分离的影响。通过两相模型,得到木质素和半纤维素脱除动力学模型,并探究了处理后残渣的酶解性能。结果表明,p-TsOH预处理玉米秸秆在温和条件下即可快速溶出木质素和半纤维素,而对纤维素的降解较小;木质素脱除反应和半纤维素脱除反应的表观活化能分别为66.5 kJ/mol和50.5 kJ/mol;预处理后,木质纤维的顽抗结构被破坏,表面木质素含量降低,p-TsOH预处理可以有效提高原料的酶解得率;在p-TsOH质量分数为50%、水解温度为95℃和水解时间为40 min条件预处理后,残渣酶解得率为72.9%。     

玉米秸杆的酶水解糖化

玉米秸杆属植物纤维废料、研究玉米秸杆酶水解糖化的目的在于寻求一条玉米秸杆的合理利用新途径,加工成食品,燃料,化工产品等,具有较好的发展前途。从玉米秸杆的化学结构出发,阐述玉米秸杆酶水解、糖化的机理及研究概况、玉米秸杆所含成分复杂,需要经过预处理,破坏其结晶性,提高水解性能,从而得以很好利用,具有重要的现实意义。     

纤维素酶用量和底物浓度对玉米秸秆酶解的影响

首先采用碱液湿磨法对玉米秸秆进行预处理,然后对预处理玉米秸秆进行酶解,调查了纤维素酶用量、底物浓度对还原糖收率和反应速度的影响,同时讨论了木质素对纤维素酶解的抑制机理。纤维素酶用量在1.5～30FPU/g的范围内变化,底物浓度在10～40g/L的范围内变化。通过对预处理玉米秸秆酶解的响应面分析,得到了还原糖收率与纤维素酶用量、底物浓度之间的关系式。实验结果表明,纤维素酶用量越大,酶解反应速率随底物浓度的增加幅度也越大。木质素对纤维素酶的吸附会造成纤维素酶的失活,从而导致酶解反应速率和还原糖收率的降低。     

改进玉米秸秆化学预处理提高后续生物酶解糖化效率的研究

采用NaOH、NaOH+AQ、NaOH+Na2SO3、H2SO4+Na2SO3、NaOH+Na2S以及H2SO4预处理玉米秸秆,通过改变最高温度和药品用量考察了不同处理方式对酶解效率及总糖得率的影响。结果表明:在相同处理条件下,采用NaOH+Na2SO3预处理有利于提高后续的酶解效率及总糖得率。在140℃及10%用碱量时,碱性亚硫酸钠法的处理效果最佳,聚葡萄糖和聚木糖的酶解效率分别达到84.7%和81.1%。基于初始原料的总糖得率约为0.44g/g初始秸秆,相比同样条件的单一NaOH预处理提高了13.5%。     

玉米秸秆水解与木糖酒精发酵的初步研究

在实验室规模上，对玉米秸秆粉的稀酸水解条件以及水解糖液中木糖的乙醇发酵进行了初步研究，在121℃、90min、固形物20%、1.5%硫酸的条件下可得27.0%的总糖转化率，热带假丝酵母菌株(Candida tropicalis SQY2-30）在29～30℃、摇床90r/min的条件下发酵糖度为7%的玉米秸秆粉水解糖液，可得到16.9g/L的乙醇浓度。     

玉米秸秆稀酸预处理条件对糠醛类抑制物产生的影响

以玉米秸秆为原料,探讨稀硫酸预处理玉米秸秆过程中影响糠醛类抑制物产生的因素,运用偏相关性分析法分析不同预处理条件与还原糖、糠醛的相关性。分析得知,影响预处理液中糠醛类抑制物产生的主要因素是硫酸浓度,二者呈正相关。预处理温度和时间与糠醛浓度显著相关,而固液比对糠醛类抑制物的产生没有显著影响。实验结果表明,当硫酸浓度为1%、预处理温度120℃、时间90 min,固液比1:10时预处理液中糠醛浓度为0.99 mg/mL,还原糖浓度为27.6 mg/mL。     

复合酶降解高温蒸煮玉米秸秆研究

利用复合酶在其最优条件下降解高温蒸煮玉米秸秆,确定复合酶降解最优条件:0.8g底物(蒸煮秸秆0.6144g)加入30mlpH4.8柠檬酸缓冲液,调pH4.8,121℃灭菌20min,待冷却,无菌操作下加入20mg纤维素酶、10mg木聚糖酶、6mgβ–葡聚糖酶、1.3mg果胶酶,在50℃、100r/min条件下酶解16h,降解率为70.03%。此法降解率已非常接近玉米秸秆理论降解率(约74%),对玉米秸秆降解研究具有一定参考价值。     

酶解法提取紫玉米多糖技术的研究

以紫玉米为原料,研究了酶解法提取其多糖的工艺条件。在对酶的种类及其组合选择的基础上,研究了pH、酶解温度、酶解时间、酶浓度等因素对提取紫玉米多糖得率的影响,并利用响应面分析法优化处理了实验所得数据,确定了紫玉米多糖提取的最佳工艺参数。结果表明:在用纤维素酶、果胶酶、木瓜蛋白酶进行的单一酶法、混合酶法和分步酶法中,分步酶法提取紫玉米多糖得率最高;最优的提取工艺参数是:pH5.5,酶解温度为60℃,酶解时间为170min,酶浓度为0.03mg/mL,在该优化条件下,提取率为8.42%,与理论值的贴近度达99.41%。      

无机金属盐和过氧化物对酸处理玉米秸秆纤维素和半纤维素降解的影响

纤维质物料的预处理是木质纤维素原料发酵生产燃料乙醇的关键步骤。使用加入无机盐和H2O2的稀酸溶液处理玉米秸秆,并考察其对纤维素和半纤维素降解的影响,同时测定了相应的降解速率和处理强度（R）。结果表明,无机盐和H2O2的存在提高了玉米秸秆半纤维素的降解程度和降解速率,促进了半纤维素的单糖转化率,但对纤维素的降解影响不大。通过条件优化,当R值为0．2时,木糖回收率最高达85％,而纤维素得到了有效的保留,损失率不超过10％。