该研究采用蒸汽爆破法 ,以速生毛白杨为原料 ,在爆破时间都为 4min ,爆破压力分别为 1.5 ,2 .0 ,2 .5 ,2 .7MPa的压力条件下 ,研究比较了不同爆破压力对原料得率、产酶活力和纤维素酶解糖化的影响 .研究结果表明 :①在相同条件下 ,随着爆破压力由 1.5MPa升至 2 .7MPa ,原料得率由 84%逐渐降低至 5 1% ;②以不同爆破压力获取的毛白杨原料配合麦麸作为纤维素酶产酶培养基 ,随着爆破压力的增加 ,酶活性也随之增加 ,但也与爆破后原料的纤维素含量有关 .只有爆破后毛白杨原料的纤维素含量高时 ,酶活性才大 .每克干曲酶活力高达 139.3U/ g ;③将经过不...

该研究以汽爆毛白杨木粉为原料 ,采用正交实验法进行同时糖化发酵 (SSF)来生产乙醇 .通过考察反应温度、pH值、酶浓度和酵母用量来寻找绿色木霉纤维素酶和酿酒酵母同时糖化发酵转化汽爆毛白杨木粉成乙醇的最佳条件 .研究结果表明 :①在相同条件下 ,同时糖化发酵可提高汽爆毛白杨木粉转化成乙醇的效率 ,转化率高达86 % ,比分步糖化发酵 (LHF)提高了 1.6倍 ;②绿色木霉纤维素酶和酿酒酵母同时糖化发酵转化汽爆毛白杨木粉成乙醇的最佳条件为 :反应温度 36℃ ,pH值 5 .0 ,酶浓度 2 5U/ g ,酵母用量 (湿重 ) 0 0 1g/mL发酵液 .

该文综述了木质纤维生物量一步法 (SSF)转化成乙醇的研究进展 ,总结了SSF法的优点 ,提出了现阶段SSF法存在的问题以及在今后研究中需要解决的问题 .

该研究以汽爆毛白杨木粉作为底物 ,研究了反应温度、作用 pH值、酶的用量和作用时间对纤维素酶解的影响 .研究结果表明 :反应温度、作用 pH值、酶的用量和作用时间对纤维素酶解爆破后的毛白杨木粉都有很大的影响 .酶解最佳条件 :温度 45℃、pH 5 .0、时间 80h ,酶的用量 2 5U/g .

考察了蒸汽爆破法对竹子进行预处理效果的影响。结果表明:爆破原料粉碎至0.5～1.0 cm可得爆破还原糖得率为6.85%,原料含水率为10%时可有效促进半纤维素在蒸汽爆破过程中降解和去除部分木质素,得到还原糖得率最高,为7.95%;随着爆破压力增加和保压时间延长,爆破还原糖得率大体上逐渐提高,而剧烈的爆破条件(压力>3.5 MPa、时间>240 s)下,还原糖得率会有所下降,半纤维素、纤维素、木质素有相应的降解,同时实验证实汽爆压力对爆破效果更为显著,好的处理效果应以高温短时间(180 s)为佳;电镜扫描(SEM)表明竹纤维木质素结构随着压力的增高、保压时间延长其被破坏程度逐渐加深,纤维素结构由...

【目的】分析乙醇钠预处理木质纤维素原料的组分及结构特性,为纤维素原料制备生物乙醇燃料的研究提供参考。【方法】以针叶材松木、杉木和阔叶材水曲柳为研究对象,在121℃下采用乙醇钠(C2H5ONa)进行预处理,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射参数(XRD)等方法分析预处理木质纤维素原料的主要化学组分变化及结构特性。【结果】预处理后3种原料的纤维素、木聚糖和木质素含量均有不同程度变化,纤维素、木聚糖含量有所增加,木质素含量略微减少,其中,预处理杉木的纤维素含量增加幅度最大,达48. 1%,平均增加8. 1%,松木次之,水曲柳最低。从除木素效果看,松木预处理后木质素含量相对降低6. 1%,处理效果较好。X射线衍射参数(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)反映的LOI(结晶度指数)、HBI(氢键强度指数)变化结果显示,乙醇钠预处理可提高木质纤维素原料的相对结晶度。不同酶剂量和时间点变化的酶水解效率研究结果表明,葡萄糖和木聚糖的水解得率由大到小依次为预处理杉木>预处理松木>预处理水曲柳。【结论】乙醇钠预处理杉木纤维素含量提高最多,松木次之,水曲柳最低;针叶材的乙醇钠预处理体系处理效果较好;预处理杉木的相对结晶度高于松木和水曲柳;不同酶剂量和时间点变化的酶水解效率研究进一步验证预处理杉木>预处理松木>预处理水曲柳。

木质纤维生物转化乙醇可以避免以粮食为原料生产燃料乙醇所带来的“与农争地”和“与人争食”的弊端,兼得经济、生态、环保、社会多重效益。木质纤维原料的物理化学特性决定其具有不同于淀粉和糖类原料转化的难度和复杂性,这也是木质纤维生物转化乙醇成本居高难下、商业化裹足不前的主要技术原因。本文以国际(特别是美国)的研究和开发进展为背景,探讨木质纤维生物转化乙醇的几个富有挑战性的技术问题,并在同步糖化共发酵(SSCF)概念的基础上,提出优化的并行糖化共发酵生产模型。

为了筛选出较适合生产燃料乙醇的刺槐无性系,选取8044、8048(豫刺1号)、83002(豫刺7号)、84023(豫刺8号)、速生刺槐(无性系3-Ⅰ)、四倍体刺槐、匈牙利大叶刺槐和普通刺槐8个无性系或品种作为研究对象,采用范式洗涤法,测定其纤维素、半纤维素和木质素含量,并研究了不同生长时期各成分的变化规律。结果显示:大部分无性系纤维素平均含量在速生期最高,半纤维素含量在生长初期最高,木质素含量在速生期最低。且各无性系在同一生长时期,纤维素、半纤维素和木质素含量均存在显著差异。普通刺槐和84023在生长末期的综纤维素含量最高,均达到55%;其中,纤维素含量分别为34.7%和34.4%;木质素相对...

为研究烟叶爆破前后叶片中木质纤维素和中性香味成分含量及其显微结构的变化,用蒸汽爆破技术对烟叶进行了不同压力梯度的汽爆。结果表明:1)蒸汽爆破处理对叶片中的半纤维和纤维素有明显的去除作用,与对照相比,在0.6MPa爆破时,两者含量分别降低49.26%和18.37%,木质素含量随汽爆压力的增加呈现先降低再小幅增加的趋势;2)蒸汽爆破在低压条件下(≤0.2MPa)可激发小分子香味物质生成,糠醛、糠醇、2-乙酰基呋喃、5-甲基糠醛、苯乙醛、香叶基丙酮和巨豆三烯酮A含量都出现了增加,除香叶基丙酮,其余均与对照有显著性差异,但高压条件(>0.2MPa)下造成香味物质损失严重;3)新植二烯作为许多香味成分的...

以红柳为材料研究蒸汽爆破预处理强度系数lgR对木质组分和纤维素酶水解性能的影响。结果表明:蒸汽爆破处理对红柳中纤维素和木质素含量的影响并不显著,但是它可以有效破坏红柳的天然物理结构,并且导致大部分半纤维素(木聚糖)产生自水解反应生成单糖和低聚糖溶出,同时产生乙酸、甲酸和糠醛等小分子降解产物。基于纤维素回收率和纤维素酶水解得率分析,在蒸汽爆破强度系数达到4.239时(爆破温度210℃和保温时间10min)对红柳的预处理效果最佳,汽爆物料中纤维素的含量可达到52.4%,残余木聚糖含量仅为2.01%,并生成0.76%甲酸和3.17%乙酸。采用每克纤维素20.0FPIU的纤维素酶用量水解5%(w/w)...

为探寻适合红麻纤维蒸气爆破预处理与酶解糖化的技术参数，开展红麻纤维气爆压力、保压时间、填料量等蒸气爆破预处理技术参数研究，并对蒸气爆破预处理后的红麻纤维进行浴比、酶解时间、酶种类、酶配比、酶用量等酶解糖化单因子试验与正交试验。结果表明：红麻纤维气爆预处理以填料量１００％、气爆压力２．５ ＭＰａ、保压时间２４０～３００ ｓ的效果较好；红麻纤维酶解糖化的较优工艺参数为浴比（１∶５．００）～（１∶７．５０），纤维素酶和木聚糖酶的配比２∶３，采用混合酶（１．５０％纤维素酶＋２．２５０％木聚糖酶），Ｐ Ｈ ５．０，糖化率可达７０％以上。

【目的】测定蒸汽爆破预处理的杜仲器官经碱煮后溶液中总黄酮的含量,为实现杜仲全值化综合高效利用提供参考。【方法】以杜仲叶片、当年生树皮和种皮为研究对象,采用蒸汽爆破结合催化剂联合预处理工艺,考察稳压时间、汽爆压强、催化剂浓度3个因素对杜仲材料结构变化、比表面积、木质纤维素含量以及干物质损失率的影响;经碱煮处理后,测定溶液中杜仲总黄酮的产率。【结果】在压力为1.0 MPa、稳压时间为120 s的汽爆条件下,叶片的比表面积比对照增加1.24倍,半纤维素和纤维素含量分别比对照降低59.17%和37.44%;经过碱煮后,干物质损失率为80.99%,是对照的2.52倍,溶液中总黄酮含量为164.381 0 mg/mL,是对照的4.97倍。在压力为1.8 MPa、稳压时间为220 s的汽爆条件下,树皮的比表面积比对照增加3.42倍,半纤维素和纤维素含量分别比对照降低37.48%和34.97%;经过碱煮后,干物质损失率为61.12%,是对照的1.48倍,总黄酮含量为293.409 0 mg/mL,是对照的17.33倍。在压力为2.2 Mpa、稳压时间为220 s的汽爆条件下,种皮的比表面积比对照增加4.80倍,半纤维素和纤维素含量分别比对照降低68.27%和59.19%;经过碱煮后,干物质损失率为55.47%,是对照的1.41倍,总黄酮含量为228.895 1 mg/mL,是对照的8.04倍。【结论】蒸汽爆破预处理后,杜仲器官的组织结构被破坏,木质纤维素部分降解,比表面积增大使得溶剂可及性大大提高,碱煮后去除的干物质更多,有利于杜仲器官中总黄酮的提取。

为研究沼液、组合碱和白腐菌3种不同预处理方式对玉米秸秆纤维组分(纤维素、半纤维素和木质素)含量及晶体结构的影响,分别将沼液与玉米秸秆按5∶2的比例混合预处理5d,组合碱(氢氧化钠和氢氧化钙质量比是2∶1)按1∶5的固液比例添加预处理5d,白腐菌按5%比例添加预处理10d。采用范式(Van Soest)纤维测定法、傅里叶变化红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对预处理前后的玉米秸秆纤维结构变化进行研究。结果表明:经3种方式预处理后玉米秸秆的纤维组分含量均降低,其中组合碱预处理后玉米秸秆木质素结构的破坏

为了弄清楚通过生物方法将桉木原料转化成单细胞蛋白,该研究用蒸汽爆破技术分离了桉木的主化学成分,通过常规化学分析方法及扫描电镜、X射线衍射、红外光谱等现代分析手段,分析了蒸汽爆破前后桉木主化学成分和形态结构的变化。结果表明,蒸汽爆破处理能使桉木纤维的结合变得松散,表面积增大,纹孔膜破裂,提高了生物酶的可及度,有利于改善其生物化学反应环境;蒸汽爆破过程溶解出一定量的半纤维素和木素,纤维素除无定形区有少量降解外,基本不受影响,有利于提高酶解率。

[目的]研究对甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid,p-TsOH)耦合碱性过氧化氢(AHP)预处理对不同木质纤维素酶解率及乙醇产率的影响,为农林废弃物纤维素生物转化提供理论依据。[方法]以芒草秆、小麦秸秆和杨木为供试材料,分别采用p-TsOH处理(质量分数70%pTsOH水溶液于80℃处理20 min)以及p-TsOH耦合AHP两步处理(先用质量分数70%p-TsOH水溶液于80℃处理20 min,之后用pH 11.5、体积分数2%H_2O_2于50℃、120 r/min恒温振荡器中反应12h)2种方法对3种材料进行预处理,分析不同预处理方法对3种材料化学组成、形态结构(扫描电镜观察、傅里叶变换红外光谱、X-射线衍射、结晶度、保水值)的影响,并研究纤维素酶添加量(5,10,15FPU/g,以纤维素质量计算)及不同发酵工艺(同步糖化发酵、分步糖化发酵)对p-TsOH耦合AHP两步处理3种材料纤维素酶解率及乙醇产率的影响。[结果]采用p-TsOH处理以及p-TsOH耦合AHP两步处理后,芒草秆、小麦秸秆和杨木中的半纤维素和木质素含量明显降低,纤维素含量明显提高,其中p-TsOH耦合AHP两步处理的效果更明显,该法处理的芒草秆、小麦秸秆和杨木的木质素脱除率分别为97.01%,96.50%和94.01%,半纤维素脱除率分别为82.50%,84.21%和81.19%,纤维素保留率分别为87.97%,87.85%和90.53%。采用p-TsOH处理以及pTsOH耦合AHP两步处理后,芒草秆、小麦秸秆和杨木的微观结构、傅里叶变换红外光谱、X-射线衍射图谱发生了明显变化,结晶度及保水值均明显增加。纤维素酶添加量5 FPU/g、酶解72 h时,芒草秆和小麦秸秆的酶解率均超过90%,而杨木的酶解率为78%;纤维素酶添加量15 FPU/g、酶解12 h时,芒草秆、小麦秸秆的酶解率达到100%,杨木的酶解率为73%;纤维素酶添加量10 FPU/g、酶解24 h时,芒草秆、小麦秸秆和杨木的酶解率均达到95%以上。当底物质量浓度为130 g/L、纤维素酶加量为10 FPU/g、发酵96 h时,p-TsOH耦合AHP两步处理芒草秆、小麦秸秆和杨木同步糖化发酵的乙醇产率分别为92.63%,90.07%和88.00%,高于分步糖化发酵工艺的乙醇产率(86.40%,84.21%和78.09%)。[结论]p-TsOH耦合AHP两步处理可以在温和水溶液条件下选择性脱除原料中的木质素和半纤维素,得到富含纤维素的样品,对不同原料具有较强的适用性,应用前景良好。