纤维素低浓度酸水解制取液体燃料的试验研究

深入了解生物质中纤维素的超低酸水解机理，在水解反应系统中研究了水解糖产率和纤维素转化率的影响因素.以定量滤纸为原料，极低浓度酸为催化剂，在自行设计的以高压全混流间歇反应器为主体的生物质水解试验台上，进行了不同工况参数下纤维素水解试验研究.试验结果表明，随着酸质量分数的增加，还原糖质量浓度增加；反应温度控制在稍低于240 ℃时，还原糖得率较高；反应压力小于40×105 Pa时，反应压力越大，还原糖得率越高.在硫酸质量分数为0.05%以及反应条件为215 ℃和40×105 Pa的优化条件下,得到了质量分数为46.55%的还原糖得率和55.07%的纤维素转化率.     

麦秸秆稀酸水解条件的研究

通过对麦秸秆在相对较低的温度下稀酸水解实验研究,探讨了原料与稀硫酸的固液比,反应时间、稀硫酸浓度和温度对纤维素、半纤维素降解为还原糖含量的影响,确定麦秸秆最佳水解条件是：固液比为1：8、0．6％稀硫酸在160℃下反应1h,得到还原糖浓度50．34g／L、得率为61．96％。     

盐地碱蓬作为生物乙醇转化原料的优势比较

以盐地植物碱蓬为对象,分别从纤维多糖含量、酸解酶解效果、还原糖乙醇转化效率等方面,与玉米秸秆、芦苇、浒苔、海带渣等进行了优势比较研究。目的是希望将其作为转化生物乙醇的廉价原料进行开发利用。结果显示:碱蓬样品的纤维素和半纤维素含量丰富,其中纤维素含量高达37.4%,总多糖含量高达78.2%,均高于玉米秸秆、芦苇、浒苔、海带渣等植物;在相同处理条件下,碱蓬样品酶解前后的还原糖浓度增加了25.6 mg·mL~(-1),远高于其它试验植物;乙醇发酵结果初步显示,碱蓬降解糖液的乙醇产率为1.06%,高于玉米秸秆对照的0.71%。本研究表明:盐地植物碱蓬纤维素含量高,酸处理效果好,还原糖降解率和乙醇转化率较高,是替代常规农田作物秸秆转化生物乙醇的良好盐碱植物原料,具有较高的开发价值。     

苎麻纤维理化性能研究

苎麻以其纤维细长,强力高,吸湿、用湿、吸热,散热快而被公认为是一种品质优良的纺织原料,本文精选了几种目前我国种植的主要品种,借助行德国罗伊特林 研究所的先进技术对选一的品种作了全面测试,不同地区苎麻的油脂及半纤维素含量差异与木质素及总胶含量异呈相同趋势,处所产林具有较高的油脂、半纤维素、木质素及总胶南含量,四川麻的油脂、半纤维素、木质素及胶持总含量则相应较低,山地麻含较高的果胶,半纤维素和总胶量,     

花生壳中纤维素和木质素含量的测定方法

阐述了几种不同的测定花生壳中纤维素和木质素含量的方法.通过分析,选用浓硫酸水解,重铬酸钾氧化测定花生壳中纤维素;利用醋酸分离、硫酸水解法测定出花生壳中的木质素.     

利用玉米秸秆生产酵母蛋白的研究

以水解纤维素性能优良的AnigerHS-16菌株为生产菌,利用厚层通风固体发酵法糖化玉米秸秆纤维素,其发酵作用的最适pH是5.5,最适温度是35℃,发酵完成后的还原糖生成率可达26%.用上述玉米秸秆糖化粉制备的还原糖液做碳源,通过摇瓶培养生产酵母蛋白(SCP),每100mL糖化液(含还原糖2%)的酵母细胞产量(干重)可达1.2g,干酵母细胞蛋白质含量为45.6%.     

硫酸亚铁/微波辐射稀酸水解玉米秸秆产生还原糖

采用微波辐射,在金属盐硫酸亚铁为助催化剂的条件下,对玉米秸秆进行稀酸水解制备还原糖的研究,考察了硫酸亚铁质量分数、硫酸质量分数、液固质量比、微波辐射功率、微波辐射时间和微波辐射压力对水解制备还原糖产率的影响。结果表明,硫酸亚铁质量分数3%、硫酸质量分数2%、液固质量比15、微波辐射功率187.5W、微波辐射时间30min、微波辐射压力0.3MPa为最佳水解条件,在此条件下还原糖产率可达38.5%,与无金属盐时的微波辐射稀酸水解方法相比,还原糖产率增加了1.1倍,与无微波辐射时的稀酸水解方法相比,还原糖产率增加了2.8倍。     

离子色谱在造纸原料碳水化合物分析中的应用

建立了用离子色谱测定造纸原料中常见的7种单糖和2种糖醛酸含量的方法。造纸原料经过酸水解,稀释过滤后直接进样上机分析。结果表明,在以CarboPacTMPA20阴离子交换柱为分离柱,用2mmol/L NaOH溶液等梯度淋洗20min,而后用NaAc(50~200mmol/L)和2mmol/L NaOH溶液梯度淋洗10min,淋洗液体积流量为0.5mL/min的分离条件下,7种单糖和2种糖醛酸分离情况最佳。标准混合糖6次进样,各单糖浓度的变异系数为0.73%~1.64%。用所建立的方法分析了桉木和玉米秸秆中纤维素和半纤维素酸水解后产生的单糖种类和含量。结果表明,2种原料中最主要的单糖是葡萄糖,其次是木糖;在桉木中没有检测出果糖和半乳糖醛酸,在玉米秸秆中没有检测出果糖。并用测得的结果计算了这2种原料中综纤维素和聚戊糖的含量,与用国家标准方法测出的结果相当。     

竹粉高温蒸煮对竹粉/ABS木塑复合材料性能的影响

采用高温蒸煮法对竹粉的主要组分木质素与纤维素进行分离,并将其分别与ABS混合制备木塑复合材料,研究了纤维素含量不同的两种竹粉及竹粉中木质素、纤维素对竹粉/ABS木塑复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明,纤维素含量高的竹粉与ABS复合制得的复合材料力学性能较好;竹粉的组分中纤维素的热稳定性优于木质素,由纤维素制备的复合材料综合力学性能较好,热稳定性较高。     

离子液体/水混合体系预处理过程对秸秆组成与结构的影响

研究了离子液体/水体系预处理大豆秸秆对其组成、结构的影响,并对预处理后的秸秆进行了纤维素酶解。结果表明,秸秆中木质素、纤维素和半纤维素含量随着离子液体质量分数减少先降低后增加。3种组分在离子液体质量分数为80%时达到最低点,纤维素是81.14%,半纤维素是60.94%,木质素是71.64%。该预处理过程可以打开秸秆细胞壁上的纹孔并将大部分木质素移除,增加溶剂可及性,同时它还可以降低纤维素结晶度,有利于纤维素酶解,其糖化率在离子液体为80%达到最高,为71.1%。     

蜡样芽孢杆菌对稻草的降解作用

为了研究一株蜡样芽孢杆菌(Bacillussp.X10-1-2)对稻草的降解作用,测定了发酵过程中发酵液的纤维素酶和半纤维素酶活、可溶性总糖和还原糖浓度以及底物残渣重、残渣结晶度、傅立叶红外光谱和表面结构的变化.发现在发酵过程中蜡样芽孢杆菌菌体产酶的过程也就是木质纤维素的降解糖化过程.上清液中的纤维素酶活和半纤维素酶活分别在发酵进行到第8 h和20 h时达到最高峰.总糖含量于4 h达到最高值,然后下降到一定程度后保持恒定.还原糖含量随发酵进行不断下降,达到一定值后保持恒定.该菌株对稻草长达5 d的降解过程中结晶度变化十分显著,第3 d时达到最高峰,而后又迅速下降.此菌株对稻草中各组分都有一定降解,其中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为3.35%、0.91%和2.81%.该菌株主要降解稻草的薄壁细胞,使薄壁细胞发生严重皱缩.这预示,该菌株在造纸工业具有良好的应用前景.     

稻草半纤维素预提取对纸张物理性质的影响

对稻草高温热水预提取半纤维素的条件进行了研究。结果表明,预提取温度和时间影响水解液中还原糖的含量。从得率和还原糖含量两个方面考虑,最佳的预提取条件为150℃,升温1 h,保温1.5 h,此时水解液中还原糖含量为4.65 g/L。半纤维素预提取后,纸张的抗张指数明显下降,撕裂指数增加。     

微波辐射下玉米秸杆酸水解糖化的研究

在微波辐射条件下,对玉米秸杆进行酸水解糖化实验,考察了硫酸质量分数、液固比、微波辐射时间、 压强、功率等因素对还原糖收率的影响。实验结果表明,微波辐射条件下,随着硫酸质量分数、固液比、辐射时间、压 强、功率的变化,还原糖收率都存在着一个先增加后减少的趋势。硫酸质量分数2%、液固比15.0、微波辐射时间40 min、压强0.3MPa、功率225.0W,在此条件下玉米秸杆酸水解还原糖收率达到最大值为21.8% 。     

一种定量分析玉米芯主要化学成分的新方法

为了确立一种准确、快速、经济地定量分析玉米芯中主要化学成分（半纤维素、纤维素、酸不溶木素和灰分）的新方法,以国标法为对照,通过几种有效方法与新方法进行比较发现：新方法能够定量分析玉米芯中的主要化学成分;新方法在分析半纤维素、纤维素、酸不溶木素质量分数时,可以替代国标法;分析灰分质量分数时不能直接替代国标法,需要进行线性方程校正.     

秸秆降解菌株CKB的降解特性与机理

从常年水稻种植土壤中筛选出1株能够高效降解秸秆的菌株CKB,经过ITS序列分析鉴定为黑曲霉（Aspergillus niger）。在常温正常土壤环境中,秸秆经该菌35 d降解,失重率可达49%。进一步考察了CKB对于纤维素和木质素的降解能力,72 h时纤维素转化葡萄糖质量浓度为0.554 g/L,木质素降解量达到0.607 g/L;同时也考察了不同底物质量浓度、pH、温度对于纤维素和木质素降解效果的影响。通过SEM观察秸秆降解前后的结构变化,并利用Pyrolysis⁃GC/MS手段对降解产物进行检测与表征,证明了秸秆腐化变黑产物为腐殖酸的经典组分,且CKB在低温环境也有良好的降解效果,阐释了黑曲霉CKB的秸秆降解机理。     

竹笋壳化学成分分析

按照GB5888—86《苎麻化学成分定量分析方法》,对所选湖北咸宁的竹笋壳原料进行化学成分定量分析。分别确定了竹笋壳的脂腊质含量为1.33%,水溶物含量为7.73%,果胶含量为0.82%,半纤维素含量为28.12%,木质素含量为20.34%,纤维素含量为41.66%,与苎麻﹑亚麻﹑竹原纤维相比,竹笋壳中的纤维素含量偏低,而半纤维素和木质素含量则偏高。     

秸秆糖化复合菌系的筛选方法及糖化效果评价

为了获得能够直接降解秸秆积累还原糖的复合菌系,并评价其产糖能力,采用连续稀释转接的方法进行复合菌系的富集筛选.同时,提出利用分室同步糖化发酵产氢培养的方法,将降解秸秆复合菌系与高效产氢菌株分室培养,以产氢所消耗还原糖量,推算复合菌系的产糖能力,以此作为评价复合菌系糖化效果的方法.实验结果表明:利用连续稀释转接法,筛选得到糖化效果较好的复合菌系JY665,菌体产氢量与所消耗还原糖量可拟合为二次曲线,通过计算得到复合菌系产糖能力达到0.5150g/g秸秆,秸秆降解率达到61.06%.     

湿氧预处理玉米秸秆酶解与酒精发酵

对湿氧预处理后的玉米秸秆酒精发酵进行了研究,并考察了预处理后纤维素及半纤维素回收率、纤维素酶解转化和酒精得率。结果表明:玉米秸秆经过湿氧预处理(195℃,15min,12×105Pa O2)后,纤维素回收率为94.6%,其中88.3%纤维素保留在滤饼中,而大部分半纤维素和木质素被溶解。滤饼利用纤维素酶处理,50℃下24 h酶解率达到了65.8%。底物质量分数为8%,经过活性干酵母142 h同步糖化发酵,酒精产量达到了理论酒精产量的75.2%。仅考虑纤维素被完全利用,相当于1 t玉米秸秆能够产生165.7 kg的酒精。     

秸秆资源化制取生物絮凝剂

目的探讨不同预处理的方法,找到合适的预处理条件,利用秸秆制取生物絮凝剂．方法采用不同质量分数的酸碱进行秸秆预处理试验,在此基础上采用两段式发酵方法制取生物絮凝剂．结果碱液预处理后粗纤维素含量明显增加,而酸处理后粗纤维素含量增幅很小．碱液质量分数越高越有利于提高粗纤维素含量,高温加热处理也可提高粗纤维素含量;碱液处理后稻草降解率最高可达72．47％,而酸液处理后稻草降解率最高可达44．06％;0．5％稀碱处理后的稻草降解率要高于1％碱处理后的稻草．结论从微生物利用难易程度和实际生产的角度考虑,预处理用0．5％碱来实现是较好的选择,采用此预处理方法制取的生物絮凝剂絮凝率可达到90％以上．预处理是秸秆降解的关键技术条件,秸秆经过有效地预处理后,可以作为廉价原料生产絮凝剂．