漆酶和木聚糖酶预处理对麦草浆漂白性能的影响

生物漂白主要目的在于通过对纸浆预处理,减少后续漂白时漂剂用量,降低漂白废水对环境污染,同时改善纸浆性能。通过漆酶/木聚糖酶体系(LXS)和重组木聚糖酶(X)对麦草浆预处理,比较它们对浆料脱木素能力和漂白性能的影响。结果表明:麦草浆经过两种酶预处理后,都能降低浆料卡伯值,而漆酶处理后降低的幅度更大,与原浆和木聚糖酶处理浆相比分别降低32.64%和6.47%,但是在木聚糖酶处理液中能检测到更多的还原糖;两种酶处理浆在后续漂白中漂白至与对照浆相近白度时均能节省50%漂剂用量,且能改善浆料物理强度;比较两种酶对浆料漂白性能的影响,则是在相同漂剂用量时木聚糖酶漂白浆的白度稍高,而浆料得率和强度稍低;两种酶处理浆料的纤维素结晶度测定表明酶处理前后浆料的纤维素的结晶结构没有明显的变化,而且纤维素的结晶度都有不同程度的提高。通过扫描电镜观察以及X射线光电子能谱(XPS)分析,从理论上说明两者脱木素的差异。     

漆酶/木聚糖酶体系直接降解木质素的研究

采用漆酶/木聚糖酶体系(LXS)直接降解木质素,对LXS体系处理条件进行优选。结果表明:LXS体系处理马尾松浆料的最佳条件为pH值4.2,温度45℃,浆浓3%,时间3 h,酶用量10 IU/g;漆酶有明显的增强作用,LXS处理的浆料与对照浆相比,耐破指数、裂断长和撕裂指数分别提高了30.81%、26.18%和21.34%;并对LXS体系与漆酶/介体体系(LMS)降解木质素能力以及酶处理对浆料物理性能的影响进行比较,证明两种漆酶体系降解木质素能力相当,漆酶/木聚糖酶体系可以代替昂贵的漆酶/介体体系降解木质素。     

机械力化学效应对麦草浆重组木聚糖酶生物漂白的影响

利用机械力化学作用,以提高木聚糖酶预处理效果。论文研究了磨浆对重组木聚糖酶预处理效果的影响;磨浆前后重组木聚糖酶预处理对浆料漂白性能的影响。研究结果表明:采用机械力化学作用酶处理时比较适合的磨浆时间为5 min,打浆度在30 oSR左右,在酶用量为5 IU/g时,脱木素率达到29.7%,与磨浆前酶处理相比,脱木素率提高了34.4%;磨浆前后的浆料经过重组木聚糖酶预处理,在后续漂白时漂至与对照浆相近白度时(72.6%ISO),分别节省了50%和57.1%用氯量,大大减轻了漂白废水对环境的污染;通过磨浆前后酶处理液高效液相色谱分析、浆料结晶度测定以及扫描电镜的观察,从理论上证实了重组木聚糖酶在助漂时的机械力化学效应,并为它的广泛应用提供了理论依据。     

SFP-AQ法预处理麦秸秆酶解葡萄糖得率的变化规律

对SFP-AQ法(亚硫酸钠和甲醛―蒽醌)预处理麦秸秆酶解葡萄糖得率进行了研究。结果表明:葡萄糖得率随着预处理中Na2SO3用量的增加先升高后降低,在12%时葡萄糖得率最高;葡萄糖得率随着酶用量的增加而迅速升高,当酶用量超过20 FPU/g时,提高缓慢;蒸煮最高温度和保温时间对葡萄糖得率的影响不明显。较适宜的预处理和酶解条件分别为:蒸煮最高温度150℃,保温时间1 h,Na2SO3用量为12%,纤维素酶、木聚糖酶、β-纤维二糖酶三种复合酶用量为20 FPU/g。此时,葡萄糖得率可达到31.7%,酶解葡萄糖对原料中葡萄糖的转化率为91.6%。     

打浆前后酶处理对草浆性能的影响

用木聚糖酶处理漂白草浆能改善浆料性能。采用产自黑曲霉的木聚糖酶处理打浆前和打浆后的浆料 ,发现浆料的滤水性、白度和强度均得到提高。酶处理最适合的条件是 :酶用量 3～ 5IU/g ,处理温度 45℃ ,处理时间 60min ,浆浓 5 %。轻微打浆后再进行酶处理比打浆前酶处理的效果好     

两段碳酸钠―氧预处理提高麦草酶水解糖化性能的研究

探讨了不同Na2CO3用量下两段碳酸钠―氧(Na2CO3-O2)预处理对麦草化学成分及酶水解效率的影响。Na2CO3-O2预处理麦草浆料得率随Na2CO3用量增大而下降,木质素脱除率随之增加。预处理后废液的pH值约为9,可有效避免碳水化合物的碱性水解和二次剥皮反应,保持较高的预处理浆料得率。预处理后浆料经过由纤维素酶、木聚糖酶和β-纤维二糖酶组合而成的混合酶水解,当预处理Na2CO3用量(以Na2O计)从12%增至18%时,预处理浆料总糖得率的增加较为显著。经20 PFU/g纤维素酶水解48 h后,总用碱量为18%的两段Na2CO3-O2预处理浆料的酶水解总糖得率为40.8%,总糖转化率为67.0%。     

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%。     

高纯耐热耐碱木聚糖酶预处理对杨木KP浆漂白特性的影响

研究了耐热耐碱木聚糖酶X对杨木硫酸盐浆预处理的选择性及其对无元素氯(ECF)漂白特性的影响。结果表明:该木聚糖酶预处理具有高的助漂选择性,预处理对纸浆的得率及黏度影响不大;该木聚糖酶对温度及pH的适应范围较广,在温度为75～80℃、pH 8.0～9.5范围内都可以发挥有效的助漂作用,尤其在温度80℃、pH 8.0、酶用量2 IU/g的条件下更能发挥酶效;耐热耐碱木聚糖酶X预处理可减少漂白ClO2用量,当达到对照浆相同白度(90%ISO)时可减少D0段26%～27%的ClO2用量(相当于总用氯量的16%)。     

SFP-AQ法预处理麦秸秆对酶解还原糖得率的影响

用SFP-AQ法(亚硫酸钠和甲醛―蒽醌)预处理麦秸秆,研究预处理条件对酶解还原糖得率的影响。结果表明,较适宜的预处理和酶解条件分别为:蒸煮温度150℃,保温时间1 h,Na2SO3用量为12%,纤维素酶、木聚糖酶、β-纤维二糖酶三种复合酶用量为20 FPU/g,pH值4.8,酶解温度50℃,酶解时间48 h。此时,还原糖得率可达到46.4%。     

耐热性木聚糖酶预处理麦草原料及麦草浆的比较研究

研究了耐热性木聚糖酶预处理麦草原料的工艺,并对酶处理麦草原料与碱法麦草浆酶处理的效果进行对比。结果表明:麦草木聚糖酶预处理适宜条件为酶用量40 IU/g、液比1∶9、p H值7.2、时间4 h、温度95℃。该木聚糖酶能够在中性及相对较高温环境下具有较好的酶学稳定性。对比麦草原料及浆料的木聚糖酶预处理效果表明:麦草原料经木聚糖酶处理后酶解液中还原糖含量为1.14%,而麦草浆酶处理后酶解液的还原糖含量为1.23%;经碱抽提后麦草原料还原糖溶解量增加了0.39%,而浆料则增加1.25%。说明木聚糖酶对麦草浆降解半纤维素作用明显优于对麦草原料的作用,且碱抽提提高了酶处理的效果。     

木聚糖酶在麦草碱法化机浆中的应用研究

对木聚糖酶预处理的麦草碱法化学机械制浆与漂白过程中木聚糖酶处理的效果进行了研究。结果表明,在制浆与漂白前酶预处理段较佳的木聚糖酶用量分别为 15 IU/g 和 12 IU/g,酶预处理时间同为 120 min。利用木聚糖酶预处理与 H2O2漂白相结合的 XP5aP5a 多段漂白程序,可以获得 74.6%ISO白度的麦草生物化机浆。     

麦草生物化机浆的木聚糖酶漂白

探讨了在由PhanerochaetechrysosporiumME446麦草上固态发酵制得的木聚糖粗酶对麦草生物化机浆漂白效果的改善作用,并对其预处理工艺进行了优化。实验结果表明,当木聚糖酶用量为15IU/g,浆浓15%,处理3h后,麦草生物化机浆的白度可达到66.1%ISO。文章还对木聚糖酶处理前后的麦草化机浆纤维进行了扫描电镜的观察。     

废纸脱墨浆预处理及其酶解性能研究

以预处理后的废纸脱墨浆为底物,纤维素酶和纤维二糖酶为水解酶,研究了不同预处理方法（包括Na₂SO₃、H₂O₂、HCl）对酶解得率的影响。结果表明：与原料相比,3种预处理方法都不同程度地提高了纤维素含量,增加底物的比表面积,降低纤维素的结晶度,促进酶水解;其中,H₂O₂预处理后的废纸脱墨浆的酶解得率最高,为91.67%,其次是亚硫酸钠预处理和盐酸预处理,得率分别为87.57%和82.49%。     

弱碱性过氧化预处理对稻草秸秆酶解糖化的影响

为了提高稻草秸秆的酶解糖化率,对稻草秸秆弱碱性过氧化预处理条件进行了优化。结果表明:弱碱性过氧化预处理降低了稻草秸秆中木质素的含量,提高了纤维素的含量。最优预处理条件为温度40 ℃,时间24 h,H₂O₂质量分数为2.0 %,在此条件下稻草秸秆的酶解糖化率达到了83.23 %,而在相同酶解条件下,预处理温度30 ℃、时间24 h、 2.0 % NaOH处理后稻草秸秆的酶解糖化率为70.38 %。弱碱性过氧化预处理稻草秸秆的糖化率明显高于碱性预处理稻草秸秆的糖化率。同时试验结果表明,木质素的除去率与H₂O₂质量分数有关。当H₂O₂质量分数大于2.0 %后,H₂O₂对木质素的除去选择性降低,木质素的除去率基本保持不变,却增加了半纤维素的损失。     

表面活性剂耦合离子液体对稻秆酶解糖化的影响

酶解糖化是木质纤维素材料制备生物质乙醇的关键环节,因此提高稻秆等木质纤维素材料的酶解糖化效率具有重要意义。以稻秆为原料,采用表面活性剂耦合离子液体为预处理方法,考察预处理温度、时间、表面活性剂的添加比例对稻秆酶解的影响。结果表明,预处理温度为110℃、时间为60 min、表面活性剂添加比例为1%,稻秆的酶解效果最佳,与单独离子液体处理的稻秆相比,纤维转化率可提高8%～15%。同时分别通过稻秆成分分析、FTIR、XRD、SEM等对预处理前后的稻秆结构进行表征,证实预处理后酶解效率提高的合理性。     

吐温-80及碱预处理对饲用稻草木质素含量和纤维素酶解产糖的影响

探讨了添加1‰吐温-80非离子表面活性剂和不同浓度碱预处理对稻草秸秆木质素及纤维素的影响,并对预处理前后的稻草进行了X射线衍射光谱(XRD)分析,从结晶度的变化综合分析了预处理对纤维素酶解的影响。实验结果表明:在30℃下添加1‰吐温-80非离子表面活性剂时,用4%NaOH预处理稻草秸秆,木质素含量降至6.5%(较未处理稻草下降了41.9%),灰分值仅占6.9%,具有较好的粗饲料价值;在121℃(0.1 MPa)下添加1‰吐温-80非离子表面活性剂时,用4%NaOH预处理稻草秸秆,木质素含量降至2.8%(较未处理稻草下降了74.5%),酶解还原糖达到393.9 mg/g,纤维素糖化率为59.3%(较未处理稻草提高了2.4倍)。XRD分析显示,在较温和的条件下,低浓度碱预处理稻草秸秆,对纤维素结晶区带来的影响相对于无定形区弱,不足以引起纤维素结晶度的降低。