预处理方法对作物秸杆生物转化的影响

探讨了秸杆经过粉碎处理后，稀酸、稀碱、氨水、冷冻四种预处理方法对秸杆理化性质及酶生物转化的影响；综合考虑了各种预处理方法中纤维素的纤维转化率、酶解转化率、总转化率，以及对设备的要求、环境污染等因素。结果表明预处理可以在不同程度上降低纤维素的结晶度、分解木质素和降解半纤维素，并且能提高纤维素的酶解转化率。     

超低温微体化处理白桦木质纤维素糖化工艺研究

采用超低温冷冻结合超微粉碎的方法对白桦木质纤维素进行预处理,并用纤维素酶对由预处理获得的超微粉体进行酶解,以提高其糖转化率,得到白桦木质纤维素最佳糖化条件:温度45℃,pH值4.8,酶用量20IU/g,糖化率为31.78%,还原糖产量为243.67 mg/g(底物)。较未经过预处理的白桦木质纤维素糖转化率提高了28.68%。     

饲用稻草预处理的研究

采用高温高压、稀碱液、液氨对稻草粉进行预处理,并模拟猪胃环境对预处理效果进行了比较。结果表明,预处理能提高稻草纤维素的糖化率,其中稀碱处理较其它处理效果要好。同时稀碱处理使稻草中半纤维素和木质素大量溶出,随着碱液浓度的增大,半纤维素损失显著上升。通过稀碱处理正交实验发现,固液比对酶解率影响最大,NaOH浓度对半纤维素的溶出影响最大,初步确定最佳处理碱质量分数为1.5%,以低温处理效果较好,最终酶解率达73.5%,半纤维素损失率33.1%。     

超微粉碎技术在沙柳原料预处理中的应用

以沙柳为原料,研究了超微粉碎预处理技术对沙柳原料酶水解效果的影响,基于Box-Behnken实验设计,对经过超微粉碎预处理的沙柳原料,采用响应面分析法优化了超微粉碎沙柳原料稀碱预处理的工艺条件,考察了原料粒径,稀碱处理过程中碱浓度、处理时间、处理温度对原料水解的影响,并建立了工艺数学模型.通过实验得到最佳超微粉碎沙柳原料酶解的预处理条件:原料粒度(15μm)、0.79％NaOH、94.6℃、43.4min,原料的酶解率可以达到最大值.结果表明,超微粉碎预处理的沙柳原料经过稀碱预处理后可明显提高纤维素的酶水解效率,该模型为超微粉碎沙柳原料酶解工艺的进一步研究提供了依据.     

常压甘油有机溶剂预处理甘蔗渣的浓醪酶解

为了实现木质纤维素浓醪酶解在低酶载量时的"三高"(高浓度、高转化率和高转化效率),通过利用常压甘油有机溶剂预处理甘蔗渣为底物,筛选合适的基质质量浓度(150 g/L)、纤维素酶添加量(6 FPU/g基质)和添加剂(吐温80,30 mg/g基质)。接着采用分批补料策略使基质质量浓度达到350 g/L,考察了不同加酶方式对分批补料浓醪酶解的影响。酶解72 h酶解液葡萄糖质量浓度达到132 g/L,葡萄糖转化率达到了理论值的60%。结果表明,常压甘油有机溶剂预处理基质具有较好的可酶解性,添加吐温80可以显著提高酶解效率。常压甘油有机溶剂预处理甘蔗渣的分批补料浓醪酶解推动了纤维素乙醇浓醪发酵工业化进程。     

含纤维原料连续补料制备乙醇方法的研究

含纤维原料利用蒸汽爆破方法进行预处理后,采用连续补料方法和一次性补料方法进行酶解过程中补料,以纤维素转化率进行对比评估。     

酶法降解小麦秸秆碱预处理浓度的选择及酶解产物的检测

通过研究氢氧化钠溶液预处理小麦秸秆浓度与β-葡聚糖酶对预处理后的小麦秸秆降解产物的关系,确定酶解小麦秸秆的最佳碱处理浓度,分析降解产物主要成分.将不同浓度碱处理的小麦秸秆用72％硫酸溶液酸解,高效液相色谱法(HPLC)测定酸降解产物中的葡萄糖及木糖含量,并进而推算出小麦秸秆中的纤维素及半纤维素含量,由纤维素、半纤维素含量及酶解转化率决定最佳碱处理条件;HPLC定性检测β-葡聚糖酶降解预处理后的小麦秸秆的主要降解产物 .结果表明,NaOH预处理小麦秸秆的最佳浓度为1％,处理后的小麦秸秆纤维素、半纤维素含量分别为44.13％、21.34％;β-葡聚糖酶降解小麦秸秆的主要产物为纤维二糖. 本研究为以小麦秸秆为原料酶解制备纤维寡糖提供了依据.     

玉米秸秆预处理研究

研究了秸秆粉碎后经过稀酸、稀碱和氨水3种预处理方式对玉米秸秆的影响;考查了预处理后秸秆的纤维素比例、糖转化率及对设备要求和环境污染等因素。研究表明:每种预处理对玉米秸秆的利用都有不同的影响,最终选择以质量分数4%H_2SO_4作为最佳预处理方式,此时的纤维素比例为65.1%,糖转化率达到47.8%。     

弱碱性亚硫酸盐法预处理蔗渣的研究

为获得较高的还原糖转化率,用正交实验和单因素实验优化了弱碱性亚硫酸盐预处理蔗渣的工艺条件并将预处理后的蔗渣进行高浓磨浆后再进行酶解处理,采用X射线衍射、红外光谱和扫描电镜对比了蔗渣原料纤维、预处理后和酶解后蔗渣纤维的结晶度和形态的变化.结果表明,在NaOH用量1.5％(化学品用量对蔗渣绝干质量而言)、Na2SO3用量10％、液比1∶5、蒸煮最高温度160℃、升温时间1h、保温时间1h的预处理条件下,酶解后的蔗渣还原糖转化率较高,为61.1％(对蔗渣原料).预处理后蔗渣纤维素的结晶度由预处理前的57.1％变为63.3％;酶解后蔗渣纤维素的结晶度由预处理后的63.3％变为55.6％.蔗渣纤维经预处理后和酶解后,各晶面的晶体尺寸增大.红外光谱分析表明,预处理后和酶解后的蔗渣纤维在1037 cm-1处出现了磺酸基的特征峰,说明预处理后蔗渣纤维的部分木素被磺化.预处理后蔗渣纤维表面形成许多微孔,暴露出大量的细小纤维,纤维比表面积增大;酶解后,蔗渣纤维的结构被破坏,有大量的残余块状木素.     

杨木废弃物湿氧化预处理提高酶解效率的工艺研究

对杨木废弃物制生物燃料的湿氧化预处理条件进行优化实验.研究表明,湿氧化预处理杨木废弃物的最佳工艺为:初始pH值10,温度195℃,最佳保温时间15 min,氧压1.2 MPa.所得物料得率为51.7％.酶解优化工艺条件为:酶解温度49℃,酶解时间56 h,酶用量38 FPU/g.其他条件为:pH值4.8,固液比1∶50,酶解纤维素转化率为96.4％.湿氧化预处理过程使原料中的半纤维素含量由18.7％降到1.43％,Klasson木素含量由23.6％降到13.5％;木素溶出率为43％,半纤维素溶出率为92％.X射线衍射分析显示原料的结晶度从57.4％降到了54.8％;扫描电镜显示湿氧化预处理后纤维的细纤维化程度增强;高效液相色谱显示预处理分离液中木糖含量较高,并含有单糖降解产物如乙酸、甲酸和糠醛等单糖降解产物.湿氧化预处理可以较大幅度地降解或脱除原料中的木素和半纤维素,改变原料的结晶结构,增加了可酶解性,提高了物料中纤维素转化率.     

超声辅助预处理对糖料植物纤维酶解的影响

研究了超声波辅助预处理甜菜、甜高粱秸秆和甘蔗等糖料植物提高纤维酶解得率的方法.试验结果表明,采用超声波辅助预处理可以有效提高纤维的酶解得率;未经超声波辅助预处理时,三种糖料植物纤维的酶解率分分别为24.16%,17.35%,10.2%;稀碱一超声波预处理后.酶解率分别为37.85%,27.3%,25.4%;稀酸一超声波预处理.酶解丰分别达到52.91%.51.4%,48.1%.     

利用纤维废弃物生产L-乳酸的研究

为了使对环境造成污染的纤维废弃物得到资源化利用,采用纤维素酶对纤维废料进行酶解,并用米根霉发酵生产L-乳酸.研究结果表明,0.3 mol/L稀磷酸对纤维废弃物进行预处理后,纤维素酶酶解60h,取糖化液进行米根霉发酵,可得到较佳转化率;在固定摇床转速为120r/min、种龄12 h的条件下,米根霉发酵生产L-乳酸的最佳条件为:装液量(250 mL瓶)50mL,接种量8%;经稀磷酸预处理纤维废料分别糖化发酵时,糖对L-乳酸转化率高于未经稀磷酸预处理的,而在同时糖化发酵过程中,经稀磷酸预处理纤维废料发酵效果不明显.     

木质素与半纤维素对稻草秸秆酶解的影响

分别采用稀酸和酸碱顺序两种方法处理稻草秸秆,20 FPU/g(底物干重)的纤维素酶、底物质量浓度为80 g/L,45℃酶解72 h。结果表明,木质素与半纤维素对纤维素转化为葡萄糖都有较大影响,稀酸处理的秸秆酶解纤维素转化率(43.4%,葡萄糖质量浓度24.1 g/L)是未处理秸秆(16.8%,葡萄糖质量浓度6.2 g/L)的2.6倍,而酸碱顺序处理的秸秆(60.6%,葡萄糖质量浓度47.7 g/L)则是未处理秸秆的3.6倍。采用上述两种方法处理秸秆后,秸秆木质素和半纤维素被移去,秸秆结构发生改变,从而秸秆纤维更易受纤维素酶的攻击,并且秸秆木质素和半纤维素质量分数越低,纤维素的酶解得率就越高。     

纤维素乙醇发酵方法及发酵抑制物

木质纤维素原料利用生物转化法生产燃料乙醇包括预处理、酶解、发酵和蒸馏等过程,其中预处理与酶解是影响纤维乙醇经济性的主要步骤,综述了纤维素乙醇的主要发酵方法及前期预处理产生的抑制物对发酵的影响,为开发经济性生产纤维乙醇工艺奠定基础。     

硬毛粗盖孔菌预处理对玉米秸秆酶水解及组分变化的影响

以硬毛粗盖孔菌（Funalia trogii）为研究对象,比较其在不同预处理时间的产酶特征、预处理前后玉米秸秆酶解产糖量及其组分变化。结果表明,硬毛粗盖孔菌对木质素的降解以漆酶和锰过氧化物酶的协同作用为主导,漆酶和锰过氧化物酶活最高分别为341 IU/g和33 IU/g。经生物预处理14 d后的玉米秸秆酶解产糖量可达到350.74 mg/g秸秆,较原料提升184%。玉米秸秆组分的变化与其酶解增效密切相关,F. trogii预处理14 d后木质素和半纤维素含量分别降低了33.99%和36.61%,而纤维素仅降解8.77%,木质素和半纤维素的选择性降解,可显著降低玉米秸秆酶解抗性屏障,提升其酶解糖化效率。硬毛粗盖孔菌预处理玉米秸秆可实现木质纤维素的高效转化,缩短预处理时间,降低处理成本。     

酶解竹子溶解浆制备纳米纤维素晶体及其性能表征

纳米纤维素晶体(NCC)可由可再生资源制备,并且具有诸多特性,近年来成为研究热点。本文应用PFI磨对竹子溶解浆预处理,用纤维素酶水解制备纳米纤维素晶体,研究了酶解时间、酶解温度、酶用量对纳米纤维素晶体产率的影响,采用正交实验优化了工艺参数。并用扫描电镜、激光粒度仪、傅里叶红外、热重对原料及NCC进行性能表征。结果表明:在酶用量8m L、酶解时间3d、酶解温度50℃的条件下,纳米纤维素晶体的产率最高,达到19.13%。PFI磨预处理及酶解均可细化纤维素,NCC的Z均粒径为375.5nm,所制备的NCC保持了原料的基本化学结构,NCC的热稳定性低于原料,但其热分解残余率增大。     

预处理对棉籽壳酶解特性和微观结构的影响

以棉籽壳为原料,研究稀酸、先碱后酸、稀碱和碱性H2O24种预处理方法对棉籽壳酶解特性和微观结构的影响。结果表明:4种预处理方法对棉籽壳酶解特性和微观结构均有不同程度的影响,其中碱性H2O2效果最好。碱性H2O2预处理棉籽壳,木质素含量分别降低了67.5%;酶解12 h的木聚糖提取率为21.4%;木聚糖的水解率为67.5%,且酶解得到的木二糖较多;同时,扫描电镜分析显示碱性H2O2预处理后的棉籽壳纤维结构清晰、疏松。     

碱法预处理麦糟酶解转化还原糖工艺研究

研究通过NREL法分析麦糟成分,确定了纤维素酶与半纤维素酶的添加量。单因素实验明确了碱过氧化氢法(AHP)预处理NaOH的适宜添加量,比较了未预处理和AHP预处理的麦糟酶解效果。结果显示:最适NaOH添加量为0.08g/g底物,AHP预处理能有效提高麦糟酶解糖得率;在20%底物浓度下,AHP预处理组葡萄糖与木糖转化率分别提高了29.8%,13.3%。在AHP预处理基础上对25%底物浓度麦糟进行水洗,结果表明:水洗能有效提高麦糟酶解糖的转化率,较未水洗组,葡萄糖与木糖转化率分别提升8.23%和7.98%。在水洗基础上利用Design Expert进行Mixture实验设计,设计纤维素酶、半纤维素酶与果胶酶联合酶解麦糟的加酶比例。模型显示,最佳加酶比例为纤维素酶∶半纤维素酶为0.63∶0.37。在该加酶比例下,葡萄糖转化率达到89.73%,较优化前提升7.1%,木糖转化率也相对提升7.5%。     

乳白耙菌预处理对烟秆发酵产乳酸的影响

针对烟秆结构致密、尼古丁抑制作用强及纤维质糖类物质转化效率低等问题,采用乳白耙菌预处理烟秆,比较预处理前后烟秆组分和结构变化,研究乳白耙菌预处理对烟秆酶解糖化效果的影响,并进一步比较不同发酵方式下(同步糖化发酵、分批发酵)凝结芽孢杆菌发酵烟秆后乳酸的转化率。结果表明：经乳白耙菌预处理20 d后,烟秆中木质素质量分数较原料烟秆降低了44.90%,乳白耙菌可选择性地破坏木质素大分子结构,木质素苯环及侧链基团均存在不同程度的降解;乳白耙菌预处理后的烟秆纤维素可反应性提升,葡萄糖的产量为260 mg/g,较原料烟秆提高了2.25倍;相较于分批发酵,同步糖化发酵的乳酸产量较高(392.16 mg/g),乳酸转化率达到86.95%,较原料烟秆提高了3.78倍。乳白耙菌预处理可选择性降解烟秆木质素,降低烟秆酶解糖化抗性,提升烟秆乳酸的转化率。     

亚硫酸氢盐在SPORL法预处理稻草中的作用

为了提高稻草的酶水解葡萄糖得率,研究了SPORL法预处理对稻草主要成分含量的影响及主要成分的保留与纤维素酶水解效率的关系。结果表明,在SPORL法预处理过程中,亚硫酸氢盐对稻草的木素、纤维素、半纤维素和灰分均有影响,增加亚硫酸氢盐用量能够促进木素脱除和半纤维素水解,从而破除纤维素酶与纤维素接触的空间障碍,促进预处理稻草酶水解;增加亚硫酸氢盐用量还有利于提高预处理稻草纤维素保留率。木素的溶出与预处理稻草酶水解效率呈较好的正相关关系,这是SPORL法预处理与稀酸法的不同之处。