玉米秸秆中半纤维素水解条件的优化

通过响应曲面法,研究了反应温度为121℃时,不同硫酸浓度和反应时间对玉米秸秆中半纤维素水解为木糖的产率以及选择性系数的影响.建立了木糖产率和选择性系数对硫酸浓度和反应时间的两个二元二次多项式数学模型,借助模型方程及统计软件,得到了符合木糖产率大于750/0,相关系数大于4.0 g.g-1的水解条件,并找到了硫酸浓度为2.00/0,水解时间为43 min的最佳工艺条件.在最佳工艺条件下得到的实验结果与模型预测值非常吻合,表明该模型适用于半纤维素的水解过程.     

玉米秸秆中半纤维素的微波-碱预提取工艺

研究了玉米秸秆中半纤维素的微波-碱预提取工艺。实验结果表明:与碱预提取相比,微波-碱预提取不仅能提高半纤维素得率(增幅为10%~30%),还能提高半纤维素的提取速率,处理时间从2 h甚至是20 h加快到20 min。还研究了液固比(每克秸秆对应加水的毫升数)、碱用量(每克秸秆对应加入氢氧化钠的克数)、处理时间、微波功率以及温度等因素对半纤维素得率的影响,得到了最优提取条件为:液固比20、碱用量1.5、处理时间20 min、微波功率1167 W,秸秆粒径40目。此外,采用红外光谱对所提取的半纤维素进行分析,探讨了微波-碱预提取工艺机理。     

玉米秸秆水解的酶法与稀酸法比较

探讨玉米秸秆在纤维素酶及稀酸作用下的水解方法,并从水解影响因素（水解时间、温度、底物浓度等）及水解机理上,比较了两种纤维素酶与稀硫酸对玉米秸秆水解特性.结果表明：由于酶和酸的水解机理不同,对玉米秸秆的水解影响也不一样,酶水解速度慢,水解得率高,条件温和;稀酸水解速度快,水解得率低,对设备要求高.如果酸和酶结合,则玉米秸秆水解得率有很大的提高.     

玉米秸秆超声辅助酶水解

利用超声波技术研究了外加超声场条件下玉米秸秆的纤维素酶水解过程.结果表明:超声波可有效地提高玉米秸秆的纤维素酶水解得率,减少酶用量.在超声频率20 kHz、功率30 W、作用时间10 min的超声场下,纤维素酶的最适滤纸酶活用量为20IU/g,最适水解温度为50℃,最适pH为4.8,其48 h酶解得率达到27.3%,比未加超声波时酶解得率提高了48.3%.     

棉杆中半纤维素稀酸水解的研究

通过稀硫酸水解棉杆中的半纤维素,制备出纯度达到食品级的结晶D-木糖,为棉杆的转化利用找到一种途径。通过单因素多水平实验和正交实验,考察了影响半纤维素水解的因素。通过中和、脱色、离子交换和结晶等过程,得到纯度为98.5%的木糖晶体。     

稀硫酸水解棉花秸秆制糖的工艺

酸水解是一种既简单又可直接将生物质水解转化成可发酵糖的常见方法。本研究以棉花秸秆为原料,在反应温度为121℃时,考察了硫酸浓度和反应时间对棉花秸秆中半纤维素水解生成可发酵糖产量的影响。在单因素实验的基础上,采用响应曲面法设计实验,建立了硫酸浓度和反应时间影响可发酵糖产量的二元二次多项式数学模型,借助模型方程及统计软件求得121℃时棉花秸秆在稀硫酸中水解的最佳工艺条件。通过验证实验得到:硫酸浓度为2.3%,水解时间为55 min时,棉花秸秆水解得到的可发酵糖产量最高,为11.81 g/100 g棉花秸秆。实验通过对棉花秸秆中半纤维素水解条件的优化,提高了棉花秸秆水解制糖的产率,为新疆棉花秸秆的高值化利用奠定应用基础。     

大豆秸秆纤维素菌水解条件的研究

以氨水预处理大豆秸秆为原料,研究了康氏木霉固态发酵产纤维素酶及纤维素酶水解的条件,结果表明:较适宜的产酶条件是温度30℃,pH5.0,培养基固液比1∶2.5,时间为96h,产纤维素酶活力为798.84FPU L,以所产纤维素酶进行酶水解,较适宜条件为:温度55℃、pH为5.6、时间36h、酶水解率为6.98%.由液相谱图经定性分析知酶解液的主要成分为葡萄糖、纤维二糖和木糖,为下一步乳酸发酵实验提供了参考数据.     

汽爆玉米秸秆渣诱导产纤维素酶及其水解特性

为提高玉米秸秆的生物降解效率,研究了汽爆处理玉米秸秆渣对纤维素酶的诱导作用及所产纤维素酶的水解特性。结果表明：玉米秸秆采用汽爆处理可以去除大量的半纤维素成分,获得的汽爆渣对里氏木霉NL02合成纤维素酶的诱导作用良好,以10 g/L的汽爆渣为碳源发酵7 d滤纸酶活达到1.90 U /mL。发酵5 d获得的汽爆酶水解效果最佳,当酶用量25 U/g,底物质量浓度50 g/L条件下,水解24 h酶解得率达到95.9%,水解48 h葡萄糖产率为76.4%。当汽爆渣质量浓度为80 g/L,酶用量为15 U/g时,48 h酶解效率达到90.1%,葡萄糖产率为62.9%。     

玉米秸秆纤维素高效分离工艺研究

采用有机酸混合液为溶剂、稀盐酸为催化剂,将玉米秸秆在常压下蒸煮,再经过氧化氢处理,将半纤维素和木质素与纤维素脱离,达到分离出纤维素的目的 .处理后的废液再经酸沉-醇析法,分离和回收半纤维素与木质素,实现秸秆资源的全组分分离.通过对纤维素分离工艺的探讨,确定了玉米秸秆组分分离实验的最佳工艺条件.结果表明,甲酸、乙酸和水体积比为30∶60∶10,反应温度90℃,反应时间4 h,粗纤维素以5%过氧化氢为溶剂,溶液pH为12,60℃条件下处理3 h,得到的纤维素纯度可达到94.2%,纤维素、木质素和半纤维素的回收率分别为88.9%、75.6%和28.5%.     

金属离子对纤维素酶水解玉米秸秆的影响

为了研究金属离子对纤维素酶的影响,设定一系列浓度的Mn^2＋、Co^2＋、Cu^2＋、Ca2＋、Zn^2＋、Mg^2＋加入到酶解反应中,结果表明,Mn^2＋、Co^2＋、Cu^2＋、Ca2＋、Zn^2＋、Mg^2＋在设定的浓度范围内,对纤维素酶活力整体呈激活作用。     

玉米杆制草酸中水解技术的研究

玉米杆属植物纤维废料,研究玉米杆制草酸的目的在于寻求一条玉米杆的合理利用新途径,并寻找制草酸价廉宜得的原料。本研究采用独特的水解技术把玉米杆水解成含糖液体,再进一步氧化、结晶制取草酸。结晶过程中产生的含酸废液全部用于玉米杆水解。水解产生的废渣加工成粉末状的混合肥料。因此,独特的玉米杆水解技术不仅使草酸生产过程无废液和废渣排放,而且使草酸成本大幅度下降,为植物纤维废料的利用开辟新途径。     

神华煤与秸秆共液化研究

以神华不粘煤和玉米秸秆为原料,系统研究了神华煤与秸秆的质量配比、初始氢压、反应时间和温度对共液化的影响.结果表明,秸秆能有效促进神华煤的转化,提高油产率;在秸秆：神华煤的质量配比为2∶8,反应温度440℃,反应压力为9MPa,反应时间60min条件下,反应体系转化率、油产率均达到最大值,此时转化率和油产率分别高达83.45％和61.79％.     

秸秆燃气催化合成甲醇技术

生物质能是一种可再生能源．为了实现秸秆类生物质合成燃料甲醇的工业转化,有效利用生物质能,对下 吸式固定床气化炉产生的低热值玉米秸秆燃气进行除氧、分解焦油和配氢等纯化试验,制备出合成甲醇的优质秸 秆合成气,在直流流动等温积分反应器中,使用国产C301铜基催化剂,催化剂粒度为20-40目(0．833 mm×0．351 mm),在5 MPa反应压力下,对玉米秸秆合成气进行催化合成甲醇试验研究,获得33套试验数据．试验结果表明, 低热值秸秆燃气通过适当处理,可直接合成甲醇,合成反应的适宜温度为230-250℃,适宜流量为0．8-1．0 mol／ h,较佳的甲醇时空收率为0．24 kg/(kgcat·h)．     

玉米秸秆木素的化学结构及热解特性

采用木聚糖酶处理与缓和酸水解相结合的分离方法从玉米秸秆皮质部和玉米全秆中分离出木素，所得木素称为EAL木素．用定量核磁共振磷谱（31^P-NMR）分析了EAL木素的化学结构，并用热重分析法初步评价了分离木素的热解特性．结果表明：玉米全秆EAL木素主要由愈疮木基单元（G-unit）和对羟苯基单元（H-unit）两种结构单元组成；玉米秸秆皮质部EAL木素主要由对羟苯基单元组成；皮质部EAL木素和全秆EAL木素的失重曲线基本相同；在800．00℃时，全秆木素未被分解的部分占12．38％，而皮质部的占21．06％．     

用微生物方法将木糖转化为酒精的研究

用酶异构和酵母发酵法从木糖生产酒精,是阔叶木和草类纤维原料半纤维素利用的一条可行途径。木糖溶液在异构酶的作用下,部分转化为木酮糖。JⅠ和JⅡ这两个酵母菌种利用木酮糖生产酒精较有前途,其中JⅡ的酒精产率可达理论产率的85%以上。甘蔗渣预水解液通过净化、酶异构之后,用JⅠ、JⅡ、Rasse XⅡ和古巴Ⅱ酵母进行发酵,四个菌种都能产生酒精,JⅠ和JⅡ的酒精产量比Rasse XⅡ和古巴Ⅱ高一倍左右。     

大米草半纤维素选择性酶解研究

采用由东方肉座菌EU7-22表达的重组木聚糖酶HoXyn11A、黑曲霉BE-2表达的重组木聚糖酶AnXyn10C和商品木聚糖酶分别降解大米草半纤维素,探索其降解的最佳工艺条件,结果发现该3种木聚糖酶最适pH值为4.5～5.5,最佳反应温度为45～55℃,酶用量为200～300 IU·g^-1底物,反应时间为12～24 h.对比结果表明:通过黑曲霉BE-2表达的重组木聚糖AnXyn10C能够在24 h内基本将大米草半纤维素降解为低聚木糖,效率远高于商品酶和东方肉座菌EU7-22表达的重组木聚糖酶HoXyn11A.黑曲霉BE-2表达的重组木聚糖AnXyn10C是大米草半纤维素降解酶的良好来源.     

从稻壳中提取木糖的工艺研究

本文对以稻壳为原料提取木糖的工艺进行了研究，提出了生产木糖的小试工艺，该工艺可靠易行，具有转化为工业规模生产的前景。