稀酸预处理玉米秸秆的糖化和同步发酵

利用木质纤维原料生产生物乙醇作为石油的代替能源是近年来各个国家力求攻关的课题之一。在本实验中,我们选取了两个稀酸预处理条件：①170℃,30min,1：8,酸浓度1．875％;②170℃,60min,1：20,酸浓度0．75％,对玉米秸秆进行预处理,并对预处理后的固体物料进行了糖化和同步糖化发酵试验。结果表明,在糖化实验中,1号预处理条件得到的玉米秸秆其纤维素转化率为89．85％,2号预处理条件得到的玉米秸秆其纤维素转化率为81．13％。在同步同化发酵实验中,这两个预处理条件得到的玉米秸秆其最终的乙醇得率为理论值的78％和97％。说明了糖化和同步糖化发酵为两个不同的工艺阶段,其中同步糖化发酵工艺受环境的影响更多些。     

木薯酒精发酵研究进展

木薯加工性能良好,也不与粮食作物争地,是一种有很大发展潜力的酒精生产再生资源,将其应用到发酵酒精工业,具有广阔的发展前景。该文简述了木薯原料预处理、液化、酶糖化、发酵酒精生产工艺及研究进展。     

微波预处理木薯发酵酒精的研究

利用微波预处理木薯代替传统酒精发酵生产中的蒸煮液化工艺,并对微波预处理后的木薯进行无蒸煮发酵工艺的研究。通过正交试验,得出微波处理后的木薯最佳发酵条件为：料水质量比1:2.8,糖化酶添加量180U/g,活性干酵母添加量为原料质量的0.3%,氮源用量为原料质量的0.3%,30℃发酵72h,发酵醪液的酒精体积分数达到12.7%。通过与传统蒸煮液化工艺进行能耗对比,至少节省30.8% 的能耗。     

γ射线辐照预处理玉米秸秆发酵产乙醇的研究

该研究探讨了脱毒处理对基于辐照处理的玉米秸秆发酵产乙醇的影响,发现氢氧化钙处理对辐照处理玉米秸秆中的甲酸、 乙酸的脱除效果最佳,硼氢化钠处理对糠醛、对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、对香豆酸脱除效果最佳,经过硼氢化钠、氢氧化钙及水 脱毒处理后的玉米秸秆乙醇转化率分别为73.6%、70.8%、66.7%,均显著高于对照（56.0%）（P＜0.05）;初步研究了发酵工艺与辐照预 处理的适配性,发现在分步糖化发酵（SHF）、变温同步发酵（NSSF）、半同步糖化发酵（HSSF）和同步糖化发酵（SSF）工艺条件下,辐照 预处理玉米秸秆的乙醇转化率分别为41.9%、41.9%、39.6%和55.9%,说明SSF与辐照预处理的适配性最佳。     

木薯秸秆冲击韧性研究

为了研究木薯秸秆冲击韧性的指标影响因素,利用MW-4木材万能试验机,并选取木薯秸秆的品种、放置时间、碰撞部位作为影响因素,对木薯秸秆进行正交冲击试验。结果表明:品种对冲击能量的影响最大,当品种为SC6、放置12d、碰撞部位为上部时冲击能量最小;同时,品种对冲击韧性的影响也最大,冲击韧性最小的组合是品种为SC6、放置0d、碰撞部位为下部;木薯秸秆下部的平均冲击能量和冲击韧性均大于上部的。     

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。      

响应面法微波预处理稻草秸秆产还原性糖的优化研究

利用响应面法对微波预处理稻草秸秆进行了条件优化,并对诸因素影响的显著性进行分析。结果表明：微波功率和微波加热时间的交互影响较为明显,各因素影响的显著性依次为微波功率和微波加热时间的交互作用〉液固比〉微波加热时间〉微波功率。最佳优化条件为液固比29：1、微波加热时间5min、微波功率320W,此时还原糖浓度为360．5μg／mL,为研究结果中最高,该结果与只经机械粉碎时的237．4μg／mL相比其还原糖浓度提高了51．8％。     

乙醇及发酵废液预处理秸秆条件的研究

利用酒精厂的乙醇发酵废液对小麦秸秆进行预处理,处理液仍在本厂回收后再利用,这样有助于降低预处理成本,促进纤维素乙醇的发展。经实验,处理小麦秸秆的最佳条件为乙醇、杂醇油体积比为1∶1,处理温度110℃,处理时间为200min,处理后的秸秆酶解率达到83.3%,比直接酶解高出近50%,但由于纤维糖化液中抑制发酵成分的存在,使得发酵的酒精度只有6%左右。      

乙醇及发酵废液预处理秸秆条件的研究

利用酒精厂的乙醇发酵废液对小麦秸秆进行预处理,处理液仍在本厂回收后再利用,这样有助于降低预处理成本,促进纤维素乙醇的发展。经实验,处理小麦秸秆的最佳条件为乙醇、杂醇油体积比为1∶1,处理温度110℃,处理时间为200min,处理后的秸秆酶解率达到83.3%,比直接酶解高出近50%,但由于纤维糖化液中抑制发酵成分的存在,使得发酵的酒精度只有6%左右。     

亚硫酸铵预处理提高麦草备料废渣的酶水解效率

为高效经济利用制浆厂的备料废渣,研究了亚硫酸铵预处理对麦草备料废渣主要化学成分及酶水解糖化效率的影响。结果表明,原料的木素脱除率随预处理温度升高和亚硫酸铵用量增加而提高,半纤维素的降解受温度影响较大,纤维素在预处理中几乎没有降解。在本研究范围内,随着预处理强度的增大,碳水化合物的酶水解糖转化率先上升后下降,相比于提高温度,增加亚硫酸铵用量对提高酶水解效率的影响更为显著。麦草备料废渣在165℃下用16%亚硫酸铵预处理,经PFI磨磨浆得到的底物,其酶水解(以聚葡萄糖为基准的酶用量为40 FPU/g)聚葡萄糖和聚木糖转化率分别为88.9%和44.9%,总糖转化率为67.0%。     

碱预处理稻草的酶解糖化(英文)

在常温(28℃)下用稀硫酸、氢氧化钠、氨水、过氧化氢溶液处理稻草原料,以实际糖化率为衡量指标对预处理效果进行比较.结果表明2%氢氧化钠溶液预处理效果最好.稻草原料通过温和的碱预处理后,绝大部分木质素被去除,但仍然有超过一半的半纤维素残留.以康宁木霉(T. koningii)QF-02生产的复合酶比两种商品纤维素酶制剂能更有效酶解糖化碱预处理稻草.自制复合酶的最适温度和最适pH分别为50℃和4.8;考虑酶解效率和操作费用,酶解时间48 h、酶载量10 FPU/g稻草、底物浓度8%(w/v)是合理的选择.     

碱预处理稻草的酶解糖化

在常温（28℃）下用稀硫酸、氢氧化钠、氨水、过氧化氢溶液处理稻草原料,以实际糖化率为衡量指标对预处理效果进行比较。结果表明2％氢氧化钠溶液预处理效果最好。稻草原料通过温和的碱预处理后,绝大部分木质素被去除,但仍然有超过一半的半纤维素残留。以康宁木霉（T.koningii）QF—02生产的复合酶比两种商品纤维素酶制剂能更有效酶解糖化破预处理稻草。自制复合酶的最适温度和最适pH分别为50℃和4．8;考虑酶解效率和操作费用,酶解时间48h、酶载量10FPU／g稻草、底物浓度8％（w／v）是合理的选择。     

水稻秸秆同步糖化发酵生产燃料乙醇的研究

研究了培养基起始pH、发酵时间、发酵温度、酵母接种量和吐温80对水稻秸秆同步糖化发酵产乙醇的影响。结果表明,酵母接种量能有效地提高发酵液中乙醇的产率。水稻秸秆同步糖化发酵生产燃料乙醇的适宜发酵工艺条件为：起始pH值为4．0～4．5,培养温度为32℃,接种量为12％,发酵时间12-24h。在此条件下,生成乙醇的浓度为1．4mg／mL,水稻秸秆原料的乙醇转化率达7．02％。     

小麦秸秆同步糖化发酵制取燃料乙醇

利用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae BY4742对小麦秸秆同步糖化发酵(simultaneously saccharification and fermentation,SSF)生产燃料乙醇的条件进行了研究,系统考察和研究了温度、固体含量、纤维素酶投加量、酵母菌浓度对SSF过程中乙醇浓度和产率的影响,并对以上参数做了初步优化,以提高最终乙醇浓度和产率。结果表明,小麦秸秆同步糖化发酵乙醇的最优条件为:温度38℃,固体含量16.0%(m/V),纤维素酶投加量35FPU/g底物,酵母菌浓度8 g/L。在此条件下,NaOH预处理后的小麦经过120 h同步糖化发酵,乙醇浓度达到最大值,为38.32 g/L,产率达理论产率的71.71%,木糖浓度为12.94 g/L。     

Reusable Floating Beads with Immobilized Xylose-Fermenting Yeast Cells for Simultaneous Saccharification and Fermentation of Lime-Pretreated Rice Straw

Novel bioreactor beads for simultaneous saccharification and fermentation (SSF) of lime-pretreated rice straw (RS) into ethanol were prepared. Genetically modified Saccharomyces cerevisiae cells expressing genes encoding xylose reductase, xylitol dehydrogenase, and xylulokinase were immobilized in calcium alginate beads containing inorganic lightweight filler particles to reduce specific gravity. For SSF experiments, the beads were floated in slurry composed of lime-pretreated RS and enzymes and incubated under CO₂ atmosphere to reduce the pH for saccharification and fermentation. Following this reaction, beads were readily picked up from the upper part of the slurry and were directly transferred to the next vessel with slurry. After 240 h of incubation, ethanol production by the beads was equivalent to that by free cells, a trend that was repeated in nine additional runs, with slightly improved ethanol yields. Slurry with pre-saccharified lime-pretreated RS was subjected to SSF with floating beads for 168 h. Although higher cell concentrations in beads resulted in more rapid initial ethanol production rates, with negligible diauxic behavior for glucose and xylose utilization, no improvement in the ethanol yield was observed. A fermentor-scale SSF experiment with floating beads was successfully performed twice, with repeated use of the beads, resulting in the production of 40.0 and 39.7 g/L ethanol. There was no decomposition of the beads during agitation at 60 rpm. Thus, this bioreactor enables reuse of yeast cells for efficient ethanol production by SSF of lignocellulosic feedstock, without the need for instruments for centrifugation or filtration of whole slurry.     

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%。     

糖化工艺对啤酒发酵度的影响

合理控制糖化工艺是提高啤酒发酵度的关键因素之一，应根据不同的麦芽质量，制订不同的糖化工艺。1．麦芽粗细粉差小，粉碎度适宜。2．合理控制料水比。酿制淡色啤酒的料水比为1：4．2。3．控制pH值在5．41～5．62之间。4．控制适当的下料温度，采用低温糖化工艺。     

球磨预处理和固态发酵对玉米秸秆饲用品质的影响

玉米秸秆经球磨预处理后物理空间结构和化学物质结构改变,更容易被相应的酶降解,进而被微生物利用,其饲用品质提高,从而可能替代饲料中的部分粮食。研究表明,球磨预处理后的玉米秸秆粒径大小均匀,约90%的颗粒集中在10~100μm,酸性洗涤纤维下降3.5%,可溶性总糖提高2.0倍,对其单糖组成分析发现:可溶性总糖的增加主要来自半纤维素和纤维素的分子断裂。用木聚糖酶和纤维素酶酶解球磨预处理后的玉米秸秆,可溶性总糖和还原糖含量比酶解前分别提高了3.3倍和9.7倍,球磨预处理后酶解效率大大提高。球磨预处理的玉米秸秆经固态酶解、发酵后,总酸质量分数达26.3 mg/g,纤维素和半纤维素质量分数分别下降9.1%和4.9%,乳酸菌含量达到1.5×109CFU/g,饲用品质显著提高。