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。     

预处理过的稻草在两种不同溶液中酶解性能的比较

为降低生物质能源生产成本,采用去离子水作为酶解溶液。将分别经过0.75%稀硫酸、2%氢氧化钠和800 kGyγ辐照预处理过的稻草在去离子水中进行酶解糖化,然后分别与在缓冲液中对应预处理过的稻草的酶解性能进行比较。结果表明,在缓冲液中,氢氧化钠预处理过的稻草能正常酶解,酶解120 h后纤维素转化率能达到约95%,木聚糖转化率超过70%;在去离子水中,经该方法预处理过的稻草酶解受到强烈抑制;辐照预处理过的稻草和稀硫酸预处理过的稻草在去离子水中和缓冲液中的酶解性能基本一致,酶解120 h后,辐照预处理过的稻草的纤维素转化率约为79%,木聚糖转化率约为50%;硫酸预处理过的稻草的纤维素转化率约为85%,木聚糖转化率约为75%。     

超声波辅助离子液体预处理的纤维素酶解糖化

利用超声波辅助离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑甲酸盐([Amim][COOH])对纤维素进行预处理,并测定聚合度变化和酶解速率。试验表明,再生纤维素的聚合度有明显下降;酶解速率随预处理温度的增加呈现先增加后下降的趋势,在90℃出现最大值;在外加超声波条件下,经离子液体预处理的纤维素酶解初速度可达11.10g/(L·h),相比未处理的纤维素,酶解速度提高33%。通过电子显微镜和红外光谱分析,再生纤维素出现了解聚现象,结晶度也明显下降。     

离子液体预处理对甘蔗渣快速热解产物的影响

采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl)和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)两种离子液体进行甘蔗渣预处理研究,以水洗预处理甘蔗渣作为对比试验。使用SEM,BET,XRD和TG-DTG对预处理前后样品进行表征,并利用Py-GC/MS装置对样品进行快速热解,重点考察了产物中左旋葡聚糖、呋喃类及乙酸的含量变化。结果表明,采用离子液体[AMIM]Cl在140℃下预处理甘蔗渣效果较好,此时甘蔗渣的结晶度由50.7%降低为36.5%,而比表面积则从2.0 m2/g增加至4.0 m2/g,同时甘蔗渣的热稳定性提高。在该条件下预处理能够脱除甘蔗渣中87.5%的碱金属和碱土金属,有效促进了甘蔗渣快速热解转化为左旋葡聚糖。热解产物中左旋葡聚糖含量从未处理的10.5%提高至38.0%,乙酸含量由5.7%降低为2.5%,而呋喃类产物的变化较小。     

白腐菌预处理稻草秸秆对Z28产纤维素酶的影响

研究了白腐菌预处理稻草秸秆对Z28产纤维素酶的影响.结果表明:在稻草秸秆上接种黄孢原毛平革菌,经过28d处理后,Z28发酵产纤维索酶,CMCase活力提高了31.4%,FPA活力提高了51.2%,β-葡萄糖苷酶活力提高了60.8%,未灭菌处理组β-葡萄糖苷酶的活力提高率远远大于灭菌处理组.     

热过氧化氢预处理对花生秸秆酶解的影响

以花生秸秆为原料,通过单因素试验探究热H_2O_2预处理对花生秸秆酶解的影响,结果表明所有试验组均显著(p0.05)可提高酶解还原糖产量,进一步设计正交试验对预处理条件进行优化,结果表明:100℃,2 h,6%H_2O_2可作为最优预处理条件,在该预处理条件下酶解还原糖产率相比于未处理秸秆,提高154.56%。分别对预处理前后花生秸秆成分、化学特性以及物理结构进行测定,并分析热H_2O_2能有效提高花生秸秆酶解效率的原因。     

NaOH/H2O2预处理促进玉米秸秆酶解产糖工艺条件的研究

采用正交实验初步探讨了NaOH/HO2O2对经白腐菌Hyrophous sp.254处理15 d的玉米秸秆进行预处理的最佳条件.在NaOH/H2O2预处理过程中,NaOH浓度、H2O2体积分数、底物浓度及预处理时间均对秸秆的纤维素酶酶解效率存在一定影响.试验表明,NaOH/H2O2的最佳预处理条件:NaOH浓度为7g/L,H2O2体积分数为0.7%,底物浓度为50g/L,处理时间为24h.在优化的工艺条件下,玉米秸秆的还原糖产量达到了0.417 g/g,H2O2用量减少了30%,废水排放量减少了60%.     

优化产酶培养基用于稻草发酵产乳酸的研究

对利用稻草为碳源发酵产纤维酶的过程从菌种选择、培养基的选择、碳源的结构、含水率进行了优化。以黑曲霉及里氏木霉的混合菌株为产酶菌种,在稻草粉和麦麸以3:1的比例混合作碳源,培养基中含水率为70%时发酵产出的纤维素酶酶活达到最高,最高的Cx酶活为1568.47U/g,滤纸酶活为489.3U/g。以该条件下产的纤维素酶分别用短乳杆菌和米根霉进行乳酸发酵实验,产乳酸结果为:短乳杆菌:10.8g/L;米根霉:9.2g/L。     

不同预处理对玉米芯酶解特性和形态结构的影响研究

研究了硫酸、氢氧化钠、双氧水和碱性双氧水预处理玉米芯对其纤维素酶解率的影响,并利用扫描电镜、红外光谱仪和X射线衍射仪分析处理前后的玉米芯显微结构、官能团和结晶性。结果表明,4种预处理方法对玉米芯结构都有不同程度的破坏,能够有效提高玉米芯的酶解产糖率;其中含有1.5%氢氧化钠的碱性双氧水预处理玉米芯,酶解率最高为46.08%,玉米芯质量损失率为29.84%;预处理后木质素特征峰基本消失,玉米芯的结晶指数和结晶度显著提高,分别为1.527和49.35%。     

碱液预处理对柠条锦鸡儿茎理化结构及酶解的影响

为了解析碱液预处理对柠条锦鸡儿茎理化结构及酶解的影响,实现柠条锦鸡儿的高值化利用,文章比较了柠条锦鸡儿叶和不同径级茎的可消化性,并分析了NH3·H2O,Ca(OH)2和NaOH预处理对柠条锦鸡儿茎的化学组分、化学基团、结晶度、孔径分布和酶解还原糖得率的影响。研究结果表明：柠条锦鸡儿叶和细茎（直径<0.5 cm）是优良的饲用原料;碱液预处理能够降解柠条锦鸡儿茎中的半纤维素和中性洗涤物,能够断裂木质素与半纤维素间的酯键以及木质素间的醚键;随着化学结构的改变,柠条锦鸡儿茎的致密结构被破坏,孔隙率增大,纤维素结晶区暴露;与对照组相比,NH3·H2O,Ca(OH)2和NaOH预处理后的酶解还原糖得率分别提高了66.68%,17.91%,93.12%。碱液预处理能有效改变柠条锦鸡儿茎的理化结构,提高酶解还原糖得率,是柠条锦鸡儿等荒漠灌木的理想预处理方式。     

高温水热预处理对木质纤维素及其酶解的影响研究进展

木质素是木质纤维素的重要组成成分之一,能抑制木质纤维素的酶解,会在木质纤维素高温水热预处理过程中发生降解、重组等反应。假木质素是木质素的结构类似物,是木质纤维素在高温水热预处理过程中由碳水化合物经降解、氧化和聚合等复杂反应而形成。木质素和假木质素都能够抑制纤维素酶活性,降低木质纤维素的酶解转化率。文章综述了高温水热预处理过程中木质素的结构变化及假木质素的生成机理,探讨了降低木质素和假木质素对纤维素酶解影响以及减少假木质素生成的途径,为提高木质纤维素酶解转化率,促进工业化应用提供了参考。     

蒸汽爆破预处理中影响酶解效果因素的研究

为提高秸秆蒸汽爆破预处理制乙醇的酶解率及经济效益,研究了蒸汽爆破预处理过程中影响酶解效果的物料温度、喷爆出口直径、汽爆次数等因素,以寻找提高酶解效率的方法。试验结果显示,物料温度对酶解效果有显著影响,在不破坏纤维素结构且不产生酶解抑制物的前提下,温度越高越有利于水解;在不致堵塞喷爆口的前提下,喷爆出口直径越小酶解效果越好;汽爆次数对于酶解物料预处理效果有着显著的积极影响。     

NaOH固态预处理对稻草中纤维素结构特性的影响

通过NaOH固态预处理,提高稻草厌氧消化产气量,从而实现稻草的高效能源转化.采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)研究了未处理与经过6%NaOH固态处理后稻草中纤维素结构的变化情况.结果表明:NaOH固态预处理使稻草中纤维素的形态结构发生了变化,纤维素中的部分B-(1→4)-糖苷键与氢键发生断裂;纤维素的晶体类型与002面微晶位置虽然没有改变,但是纤维素的结晶度与002面微晶尺寸增大.这些变化是导致稻草厌氧消化产气量提高的原因之一.     

蒸汽爆破预处理对玉米芯酶水解的影响

采用不同的蒸汽爆破条件对玉米芯进行预处理,研究蒸汽爆破对玉米芯理化性质和酶水解的影响。结果表明:蒸汽爆破条件为1.4 MPa,300 s时,玉米芯酶水解液中总糖浓度最高为58.17 g/L。蒸汽爆破预处理主要引起半纤维素大量降解,但过高的压力或过长的保压时间会使木糖进一步降解,从而使玉米芯水解糖得率降低。X-衍射结果表明:经1.4 MPa,300 s蒸汽爆破的玉米芯结晶度由对照的24.49%提高到43.09%。由扫描电镜可知,蒸汽爆破可提高玉米芯的孔隙度和表面积,从而提高酶水解效率。     

预处理温度对活性污泥发酵产氢特性的影响

为寻求适宜的种泥热处理方法,利用摇瓶发酵实验,考察了城市污水处理厂好氧活性污泥分别经65、80、95、110℃热处理30min后,其利用葡萄糖发酵产氢的特性。结果表明:在初始pH=7.0、葡萄糖浓度10g/L、接种量2gMLVSS/L条件下,35℃培养72h,经65℃和95℃处理的种泥表现出较好的发酵产氢性能,其葡萄糖的氢气转化率分别达到1.08和1.11mol/mol,污泥的比产氢率分别为8.36和9.05mmol/gMLVSS;经65℃预处理的种泥发酵体系,表现为丁酸型发酵,其葡萄糖降解率和最大产氢速率分别高达82%和11.29mL/h,而经95℃预处理的种泥发酵体系则呈现混合酸发酵特征,其葡萄糖转化率和最大产氢速率分别仅为76%和4.45mL/h。     

预处理方法对活性污泥利用木糖产氢的影响

以木质纤维素水解后的主要单糖——木糖为底物,研究了酸处理、碱处理、热处理、红外照射处理活性污泥对发酵产氢过程中的产氢量、产氢速率、产氢延迟时间的影响。实验结果表明:在100℃的条件下,最佳热处理时间为10min,在该条件下,80ml培养基累计产氢量和每小时最大产氢速率分别达到312ml和22ml/h,较未处理的活性污泥分别提高133%和50%;最佳的酸处理条件为pH=4,处理活性污泥24h,可使产氢的延迟期由10h缩短为2h,累计产氢量和产氢速率分别提高58.2%和42.5%;红外处理和碱处理对产氢的延迟期没有影响,对累计产氢量和产氢速率的影响也相对较弱。     

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。     

膨化玉米秸秆的酶解糖转化特性研究

对经过机械膨化一次和二次后的玉米秸秆进行还原糖酶解转化特性分析。扫描电镜观察秸秆微观表面结构表明,膨化后秸秆的结构明显松散;X射线衍射测试得出一次与二次膨化后的原料结晶度分别降低14.14%和21.61%;红外光谱分析纤维素、半纤维素与木质素的特征化学基团分析表明,其结构均发生一定变化。进一步的酶解糖化试验得出,一次膨化与二次膨化后的原料还原糖产率分别为0.24g/g和0.29g/g;并应用离子色谱对酶解糖液进行分析,其中葡萄糖占总糖产量的72.12%,木糖占总糖产量的22.63%,计算得出纤维素的糖转化率约为70%,半纤维素的糖转化率约为30%。