碱和双氧水预处理玉米秸秆的试验研究

研究了在5%NaOH中加入不同质量分数的双氧水时,对玉米秸秆的预处理效果;在预处理后的玉米秸秆中加入纤维素酶,考察此时酶解还原糖得率随预处理程度的变化;对浸泡时间、双氧水浓度、固液比3个因素进行单因素试验。试验结果表明,质量分数为2.5%的浓度下,糖得率最大;在2.5%H2O2浸泡24 h,固液比对酶解糖化几乎没有影响;当浸泡时间为24,72,96 h时,糖得率相差甚微。设计正交试验对预处理的条件进行优化,分析预处理玉米秸秆的各因素,以木质素去除率为基准参数,得到水解木质纤维素的适宜预处理条件:5%NaOH下加入质量分数为2.5%的双氧水,浸泡时间为72 h,固液比为1∶20。预处理后木质素的去除率为61.52%;加入纤维素酶酶解,还原糖得率为39.30%。     

稻草秸秆辐照酶解工艺优化

通过采用60Co-γ辐照处理稻草秸秆,提高稻草秸秆的酶解效果。采用离子色谱仪测定稻草秸秆酶解液中可发酵性糖的含量,对水解温度、加酶量、液固比、水解时间4个因素进行单因素试验分析,对稻草秸秆酶解条件进行优化,建立稻草秸秆辐照酶解新工艺。研究结果表明,稻草秸秆辐照剂量在0～2 000 kGy内,辐照预处理最佳剂量为1 200 kGy;得到稻草秸秆最优辐照酶解条件:预处理辐照剂量为1 200 kGy、水解温度为45℃、水解时间为36 h、液固比为60、加酶量为120 U/g。在此最佳条件下,稻草秸秆纤维素、半纤维素总转化率达71%。     

小麦秸秆转化为可发酵糖的研究

对小麦秸秆水解转化为可发酵糖进行了研究，考察了小麦秸秆预处理方法以及温度、pH值、酶用量、底物浓度和反应时间等因素对小麦秸秆酶水解的影响。试验结果表明，汽蒸加蒽醌方法是较好的预处理方法。酶解最佳工艺为：温度48℃，pH值5．2，酶解时间24h，酶用量与底物的最佳配比0．160：1；底物浓度≥1％，以1．5％～2．5％为宜，此时还原糖得率达32．4％。     

碱性双氧水预处理玉米秸秆性质研究

使用碱性双氧水对玉米秸秆进行预处理,可以有效提高秸秆的酶解效果。实验表明,最优预处理参数为使用分别占秸秆质量16%的 H₂O₂和25.6% 的NaOH,于40℃下预处理秸秆24 h。对经不同预处理剂处理后的秸秆进行酶解,发现NaOH及碱性双氧水预处理秸秆的酶解还原糖产量为7.48 g/L和8.26 g/L,而经H₂O及H₂O₂预处理秸秆的还原糖产量仅为1.35 g/L和1.59 g/L。通过木质纤维素含量及SEM分析发现,氢氧化钠主要作用为溶解秸秆中的木质素及半纤维素,而双氧水的存在则会破坏秸秆表面结构。计算秸秆预处理前后质量损失发现,双氧水的存在不能显著提高秸秆预处理后的质量损失,但会氧化分解被氢氧化钠溶解的大分子物质,对此过程机理及产物还需进行深入的研究。     

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。     

NaOH与H_2O_2综合预处理水稻秸秆及其厌氧发酵产沼气效果研究

为实现沼气工程中农作物秸秆的有效利用、解决沼气工程对畜禽养殖厂过度依赖的问题提供有效途径,以水稻秸秆作为厌氧发酵原料,采用NaOH和H_2O_2方法对水稻秸秆进行预处理。采用自制的批次厌氧发酵装置进行沼气厌氧发酵试验,探讨不同浓度的NaOH、H_2O_2及预处理时间对水稻秸秆沼气发酵的影响。采用响应面优化方法对预处理工艺条件进行优化,得到最优预处理条件为:NaOH浓度5.71%,H_2O_2浓度1.48%,处理时间12 h。验证实验中甲烷含量最高可达61.2%,沼气产量为15866 mL,与预测值16061 mL的相对误差为1.21%,小于5%,由验证实验可知模型是有效的。     

微波辅助NaOH预处理提高油菜秸秆酶解效率的研究

为提高油菜秸秆的酶解效率,试验借助于常压微波加热技术辅助NaOH预处理,并对处理条件进行了优化。结果表明,与未处理比较,经微波预处理的油菜秸秆致密结构明显破坏,利于被纤维素酶水解。微波辅助预处理的最优化条件:微波功率600 W,时间5 min,NaOH 0.1 mol/L,温度80℃,经预处理后的油菜秸秆酶解率可达28.09%,较未处理前增加2.75倍,显著提高了酶解效果。     

膨化玉米秸秆酶解糖化条件优化的研究

采用二次回归正交组合试验设计,以温度、pH值、底物浓度、加酶量和酶解糖化时间5个因素为变量,研究各因素在不同试验水平下对膨化玉米秸秆酶解糖化效率的影响,并对试验条件进行优化组合。结果表明,温度为50℃,pH值为4.8,底物浓度为95g/L,加酶量为40U/g底物,酶解糖化时间为60h,膨化玉米秸秆酶解效果最佳,该条件下还原糖含量达到28.61%。     

稻草秸秆多酶水解条件研究

研究了稻草秸秆经过稀酸预处理后的酶水解条件,得到用于生产燃料乙醇的还原糖。试验结果表明:稻草秸秆经1%(w/w)的稀硫酸浸润,液固比(v/w)为5∶1,在121℃条件下处理60min后,每克稻草秸秆的初始水解还原糖得率达到0.187g。预处理后,在45℃,pH4.8,120r/min,48h条件下,采用酶的添加量最优配比(每克秸秆添加木聚糖酶217IU,纤维素酶5.13FPU,果胶酶25μ,β-葡聚糖酶500μ,淀粉酶150μ)时,水解产生的还原糖浓度达到最大值84.22g/L,原料水解率为41.19%。在酶水解糖化过程中,当MgSO4,Tween80的添加量分别为0.0001,0.005g时对纤维素酶有激活作用。     

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%.     

稀酸预处理玉米秸秆条件优化的试验研究

采用稀硫酸对玉米秸秆进行预处理,采用DNS法测定玉米秸秆水解液中还原糖的含量,对水解温度、水解时间、稀硫酸质量分数、固液质量比4个因素进行单因素试验分析,再通过正交试验对预处理条件进行优化.试验结果表明,最佳预处理条件:水解温度为121℃,水解时间为1 h,稀硫酸质量分数为0.6%,固液质量比为10%.     

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。     

玉米秸秆预处理对厌氧发酵制氢影响的研究

为提高玉米秸秆的产氢能力,实验研究了蒸汽爆破预处理、硫酸预处理、氢氧化钠预处理、盐酸预处理和酸化(碱化)气爆预处理5种预处理方法对玉米秸秆发酵产氢能力的影响。结果表明,预处理可以将秸秆中相当一部分纤维素和半纤维素水解生成还原糖,其中质量分数为0.8%的H2SO4酸化汽爆预处理对秸秆的水解效果最好。在固-液比1∶10、H2SO4质量分数0.8%、保持微沸状态30min的处理条件下,秸秆的糖含量达到最大值24.57%,最大氢气产量为141mL/g。     

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。     

玉米秸秆的单独、混合糖化工艺试验研究

以玉米秸秆为原料,经稀酸预处理后对其进行糖化。经正交试验分析,纤维素、半纤维素混合糖化在酶浓度为50 U/g,纤维素酶与半纤维素酶比例为4∶3,温度为50℃的条件下,还原糖浓度最大,为7.235 mg/ml。由纤维素、半纤维素单独糖化和混合糖化对比试验可知,温度对还原糖浓度影响最大。     

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%。     

浓H_3PO_4联合H_2O_2预处理能源植物地肤的性能研究

采用H_3PO_4联合H_2O_2(简称PHP)预处理地肤,基于木质素、半纤维素去除率、纤维素回收率、酶水解率等,研究温度、时间、H_3PO_4与H_2O_2浓度配比对预处理效果的影响。结果表明:提升预处理温度、时间和H_3PO_4浓度配比对半纤维素和木质素去除率有明显的促进作用,半纤维素和木质素去除率最大可达100.0%和90.7%,但也会加剧纤维素的损失。过高的H_3PO_4浓度配比(≥70%)不利于半纤维素和木质素去除。除10℃外,其他条件下,酶水解率差异不显著(90%),但过高强度会导致一定程度的水解速率下降。     

玉米秸秆酶解与厌氧发酵产氢实验研究

以粒度小于0.088 mm秸秆粉的酶解液为底物与热预处理活性污泥(其中TS%为6.77%,VS%为47.90%,COD为36.665 g/L)进行厌氧发酵产氢实验,以累积产氢量和产氢速率为考察指标,研究不同热预处理(100℃水浴)时间、初始p H值、酶解液浓度、发酵温度对厌氧发酵产氢的影响,并利用修正的Gompertz方程对产氢过程进行回归分析,优化出最佳玉米秸秆酶解液厌氧发酵产氢的工艺参数。结果表明:活性污泥利用玉米秸秆酶解液进行厌氧发酵产氢时,当活性污泥热预处理时间为15 min、初始p H值为5.0、玉米秸秆粉酶解液浓度为22.34 mg/m L、发酵温度为40℃时,产氢效果最佳,此时最大累积产氢量达到653.98 m L,最大产氢速率为15.89 m L/h。     

海带渣降解液中糠醛类物质的去除及对乙醇产率影响分析

利用色谱检测以及葡萄糖溶液模拟发酵,确定了稀酸预处理后海带渣纤维素酶酶解所得糖液中糠醛(2-F)、5-羟甲基糠醛(5-HMF)的含量及其对酵母发酵产乙醇的影响。数据分析结果表明,酶解糖液中的2-F和5-HMF浓度分别为132.4 mg/L和158.5 mg/L,其中2-F对发酵有微弱的促进作用,5-HMF使乙醇产率下降8%。通过蒸发、吸附、萃取、碱化等方法对酶解糖液进行脱毒处理,对比脱毒前后发酵情况发现,Ca(OH)2碱化处理对2-F和5-HMF的去除率分别达到94.4%和77.7%。发酵还原糖乙醇转化率提高14.6%,产率提高10.9%。     

H_3PW_(12)O_(40)/ZrO_2催化降解酶解木质素及抗氧化性的研究

采用浸渍法将H_3PW_(12)O_(40)负载于ZrO_2制备H_3PW_(12)O_(40)/ZrO_2,催化降解酶解木质素(CEL)。以扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)和比表面积测试法(BET)表征催化剂,以化学分析法、FT-IR、凝胶渗透色谱(GPC)等表征降解后酶解木质素,检测其抗氧化性能。结果表明:H_3PW_(12)O_(40)均匀分散于ZrO_2载体表面,且与载体表面羟基有较强的相互作用,H_3PW_(12)O_(40)/ZrO_2具备完整的Keggin结构。以H_3PW_(12)O_(40)/ZrO_2催化降解酶解木质素,较优工艺条件为时间6 h、温度60℃、木质素浓度5%、催化剂质量分数为25%,降解后酶解木质素重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)均降低,酚羟基和醇羟基分别提高143.76%和256.91%,抗氧化性能增强,且随浓度的增大而增强。