玉米秸秆纤维素提取工艺优化

[目的]优化提取玉米秸秆纤维素的最佳工艺条件。[方法]采用氢氧化钠-醋酸-亚氯酸钠法提取玉米秸秆纤维素,并用硝酸乙醇法测定纤维素含量。利用单因素试验探讨原料用量、提取时间以及提取温度等因素对产品纤维素含量的影响,并利用正交试验优化工艺条件。[结果]提取玉米秸秆纤维素的最佳工艺条件为:提取过程中,搅拌速度为500 r/min;半纤维素脱除过程中,称取5 g秸秆粉末,NaOH溶液质量分数为9%,提取温度T_1为60℃,提取时间t_1为120 min,将产物洗涤烘干;木质素脱除过程中,取上述产物进行试验,亚氯酸钠用量为1.5 g,醋酸用量为10 m L,提取温度T_2为70℃,提取时间t_2为60 min,将产物洗涤烘干得到纤维素。在此最优工艺条件下,产品纤维素纯度平均可达81.45%,最高可达82.29%,而且经红外分析可发现半纤维素和木质素已基本被去除。[结论]该工艺研究可为玉米秸秆纤维素的批量生产提供理论指导。     

新疆棉籽壳纤维素制备的初步研究

棉籽壳是我国棉产区的大量副产物,是极有开发价值的资源,本文采用机械方法脱绒,测试绒体各组分含量为半纤维素9.7%,纤维素70.62%,木质素12.83%,水分5.44%,灰分1.41%;用碱熔除杂,初步探索了制备纤维素工艺:碱煮温度140~160℃,反应时间为3.5~4 h,碱液中硫化钠的质量分数为25~30%。     

木质纤维素分级处理工艺

将高温稀酸水解同乙醇萃取相耦连,对麦草中的3种主要木质纤维素组分纤维素、半纤维素、木质素进行分级分离.结果表明,细粉后的麦草在140℃、H2SO4体积分数0.5%、固液比1:20(W/V)的条件下处理10 min.麦草中的半纤维素含量由原来的34.6%降到4.34%.半纤维素水解木糖得率高达74.1%,固体残渣回收率为65.3%.此条件下处理后的固体残渣进行乙醇萃取分离木质素,最佳萃取条件为温度180℃、乙醇体积分数40%(含0.3%NaOH)、固液比1:50(W/V)、保温时间30 min,粗木质素得率高达89.5%.经以上两步分段处理后的粗纤维素疏松质软,回收率达到83.2%.     

玉米秸秆中木质素、半纤维素和纤维素的组分分离研究

针对分离植物茎秆中的木质素、半纤维素和纤维素需高温和高压处理的苛刻条件以及所得组分纯度和回收率均较低的缺陷,采用乙醇和硝酸相结合的方法对玉米秸秆在常压下进行预处理,经稀碱溶液蒸煮及过氧化氢处理,实现高效分离和回收木质素、半纤维素和纤维素组分的目的。正交试验确定的最佳条件为：固液比1∶14、硝酸与乙醇体积比1∶2、76℃下反应3 h,原料的木质素脱除率达76.3%,木质素回收率为44.5%;预处理后的原料以4% NaOH为溶剂、固液比1∶40、95℃下蒸煮2.5 h,其半纤维素脱除率98.8%,半纤维素回收率达66.0%（滤液∶乙醇1∶0.8、pH 7、沉淀2 h）;粗纤维素以2.5%H2O2为溶剂、固液比1∶30、pH 11.5、（46±1）℃下处理6 h,其纤维素纯度99.28%,回收率59.7%。该方法具有工艺条件温和及绿色环保等优势,为玉米秸秆的分级利用提供了一条新的途径。     

蔗渣半纤维素·纤维素和木质素分离条件研究

[目的]研究蔗渣中半纤维素、纤维素和木质素的分离条件。[方法]在溶剂-酸-水混合体系中对蔗渣半纤维素、纤维素和木质素进行蒸煮分离,利用单因素试验和响应面分析法对主要影响因素进行分析优化,得到最佳的分离条件。[结果]通过响应面分析法预测最佳的分离工艺条件为溶剂浓度(v/v)69.63%、酸浓度(v/v)6.41%、反应时间4 h,此条件下模型预测的半纤维素水解率为98.07%、纤维素存留率为92.49%、木质素去除率为66.72%,验证试验半纤维素水解率为99.00%、纤维素存留率为92.08%、木质素去除率为67.06%,接近理论值。[结论]研究结果可较好地用于蔗渣半纤维素、纤维素和木质素的分离。     

碱法提取香蕉茎杆半纤维素最优条件研究

以香蕉茎杆为原料,研究碱液浓度、温度、时间和固液比4个单因素对半纤维素粗提取率的影响。结果表明,在NaOH浓度12%、浸提温度为90℃,浸提时间为3 h、固液比为1∶25的条件下,半纤维素的粗提率达到23.44%。     

棉杆基羧甲基纤维素的制备研究

[目的]研究在新疆棉杆中提取纤维素为原料制备羧甲基纤维素的工艺条件.[方法]以棉杆为原料制备羧甲基纤维素,对影响羧甲基纤维素制取的主要变量进行了考察,包括碱化过程和醚化过程的酸度、时间、温度等对产品产率的影响,得出最佳制备条件,并对所得的产品进行了表征.[结果]试验确定了制备羧甲基纤维素的最优条件为：纤维素（g）∶NaOH（g）∶氯乙酸（g）=1∶1.2∶0.4,碱化温度为40℃,时间为80 min.醚化温度为65 ～70℃,时间为180 min,产品黏度大于450 mPa·s,取代度大于0.6,有效成分大于0.8.[结论]研究可为有效开发利用棉杆资源提供参考依据.     

甜菜渣中分离果胶最佳工艺条件探索

本文讨论了利用稀盐酸从甜菜渣中浸提果胶的实验条件对产率的影响。适应浓度的盐酸在适当的温度、时间下可以得到20%左右的果胶产率。     

发酵因子对枸杞枝条粉腐解率及木质纤维素降解的影响

为探讨枸杞枝条基质发酵中木质纤维素降解响应规律,试验采用正交设计,以枸杞枝条粉和苦豆子茎秆粉质量比4∶1混合为试材,研究了不同发酵因子对枸杞枝条基质发酵中堆体腐熟速率及木质纤维素含量的影响。结果表明,发酵结束时,翻堆温度上限为60℃、堆体含水率保持在60%、添加油饼氮源及接种粗纤维素降解菌处理条件下枸杞枝条粉堆体的腐解量较多,腐解率较高,加快了枸杞枝条粉的腐解进度;温度、含水率、氮源及外源微生物均对枸杞枝条粉木质纤维素降解有显著或极显著作用,木质纤维素降解难易程度依次为半纤维素、纤维素、木质素,以半纤维素最易降解,降解率在20%以上,以木质素较难降解,降解率在11%以上;以翻堆温度上限为60℃、堆体含水率为60%、添加油饼氮源及接种粗纤维素降解菌处理条件下腐解率较高,纤维素、半纤维素和木质素的降解效果较好。     

木薯渣制备乙醇探索研究

[目的]对木薯渣水解糖发酵制乙醇的再利用过程进行考察。[方法]以木薯渣为原料,采用同步糖化发酵工艺,研究木薯渣中淀粉、纤维素和半纤维素水解糖分开发酵或共同发酵制乙醇的过程。[结果]原料中纤维素含量为34.70%,半纤维素含量为9.70%,淀粉含量为15.35%;采用同步糖化共发酵工艺较同步糖化分开发酵工艺,乙醇相对于原料的产率高,可达到28.04%。[结论]该研究可为木薯渣的合理利用提供技术支持。     

硫酸软骨素提取因素优化研究

[目的]为硫酸软骨素的工业化生产提供依据。[方法]以鸡胸软骨为原料,通过单因素优化试验研究影响硫酸软骨素产率的显著性因素,探索碱液水解法提取硫酸软骨素的最佳工艺条件。[结果]料液比、提取温度和碱液浓度对硫酸软骨素的产率有较大影响。料液比是影响硫酸软骨素产率的最显著因素,提取温度为次显著因素,而碱液浓度也是影响产率的显著因素。碱液水解法提取硫酸软骨素的最佳工艺条件为:料液比1∶6.75,反应温度40℃,碱液浓度6%。[结论]在该条件下,所得硫酸软骨素产品的最高产率为19.75%,纯度为82.59%,氮含量为3.35%,符合国家标准。     

双醛氧化纤维素固定胰蛋白酶性质研究

研究固定化酶载体-氧化型纤维素条件优化,并用此载体固定胰蛋白酶.结果表明,当氧化剂高碘酸钠浓度为0.5 mol·L-1,氧化环境pH 2,氧化时间为3.5 h,反应温度为35℃时,氧化纤维素醛基质量分数可到达74.06％.以此为载体固定胰蛋白酶,可得到固定化胰蛋白酶最适温度为60℃,最适pH 9.0,固定化酶比自由酶热稳定性提高.在最适条件下,固定酶可重复使用5次以上,之后活性才有所下降,将固定化酶置于4℃冷藏保存,5 d后活性保持在90％,固定化酶表现出较高使用和贮藏稳定性,为胰蛋白酶广泛应用奠定基础.     

氢氧化钠预处理和酶解牛粪纤维素工艺条件优化

对氢氧化钠预处理牛粪中纤维素的工艺条件进行了优化研究,各因素较优的水平组合为处理温度95℃、时间3 h、碱浓度3%、固液比1∶12.5。氢氧化钠预处理后,纤维素在总体中所占比例有较大提高,而半纤维素和木质素则有所降低。之后经纤维素酶处理,各因素较优的水平组合为温度55℃、酶液浓度10g/L、底物浓度25 g/L、pH值4.4。     

双醛氧化纤维素固定胰蛋白酶性质研究

研究固定化酶载体-氧化型纤维素条件优化,并用此载体固定胰蛋白酶。结果表明,当氧化剂高碘酸钠浓度为0.5 mol.L-1,氧化环境pH 2,氧化时间为3.5 h,反应温度为35℃时,氧化纤维素醛基质量分数可到达74.06%。以此为载体固定胰蛋白酶,可得到固定化胰蛋白酶最适温度为60℃,最适pH 9.0,固定化酶比自由酶热稳定性提高。在最适条件下,固定酶可重复使用5次以上,之后活性才有所下降,将固定化酶置于4℃冷藏保存,5 d后活性保持在90%,固定化酶表现出较高使用和贮藏稳定性,为胰蛋白酶广泛应用奠定基础。     

纤维素原料高温催化降解产乙酰丙酸的研究

初步探讨了乙酰丙酸在高温条件下的降解情况,并分别以木糖渣及玉米秸秆为原料,比较了2种原料分别用硫酸及ZSM-5型分子筛作催化剂时的纤维素转化乙酰丙酸的产率。以木糖渣为原料,硫酸催化的最高纤维素转化率为35.97%,ZSM-5型分子筛催化的最高纤维素转化率为27.61%,而以玉米秸秆为原料的纤维素最高转化率分别为30.50%、21.13%。     

稀硫酸预处理对杂交狼尾草木质纤维素化学组分和表征结构的影响

【目的】 研究稀硫酸预处理下,酸浓度、固液比、处理时间及温度对杂交狼尾草木质纤维素降解效率的影响,分析稀硫酸对木质纤维素降解的作用机理,并筛选最佳预处理工艺。【方法】 以杂交狼尾草为研究对象,以H₂SO₄浓度（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）、固液比（1﹕6、1﹕8、1﹕10、1﹕12、1﹕14）、时间（15、30、45、60、90 min）和温度（80、100、110、120、125℃）4个单因素进行试验,每个因素取5个水平,3次重复,分析单因素对固体分解率、纤维素降解率、半纤维素降解率、木质素脱除率及水解糖的影响。在单因素试验基础上,采用4因素2水平的L₈（2⁴）正交试验确定主要影响因素,并对最佳工艺条件预处理下的杂交狼尾草进行SEM分析和XRD分析。【结果】 单因素试验结果表明,各因素下半纤维素降解率均高于木质素降解率。其中,硫酸浓度的增加使纤维素和半纤维素的降解率增加,木质素脱除率降低;由纤维素水解产生的葡萄糖产量也随着浓度的增加而增加,但木糖含量逐渐降低;低浓度的硫酸（0.5%—1.5%）促进杂交狼尾草固体物质降解消化,继续增加硫酸浓度（>1.5%）杂交狼尾草的固体降解无显著变化。固液比对各指标的影响差异较小,固液比增加至1﹕10时,固体分解率、半纤维素和木质素脱除均达到最大。预处理时间的长短对固体分解率、半纤维素和木质素的降解影响不明显,但促进半纤维素降解和葡萄糖生成。温度对固体分解率、纤维素、半纤维素和木质素的降解及水解糖产量的影响效果明显,100℃是重要的临界温度,有效降解木质纤维素需要温度达100℃以上。正交试验结果表明,影响半纤维素降解的因素依次为：温度-浓度-时间-固液比。稀硫酸预处理后杂交狼尾草木质纤维素结构塌陷,非纤维物质被显著脱除,纤维束裸露（SEM）;纤维素结晶聚合度增加（XRD）。【结论】 稀硫酸预处理杂交狼尾草主要降解半纤维素,对木质素的降解效果较差。温度是最主要的影响因素,其次为酸浓度。4 因素影响下的最佳工艺条件为：浓度1.5%,固液比1﹕6,时间15 min,温度120℃。     

乳酸分离稻草中纤维素和木质素的研究

[目的]为稻草中纤维素和木质素的进一步利用提供技术指导。[方法]采用乳酸分离稻草中的纤维素和木质素,研究温度对分离效果的影响,并分析不同温度下酸处理纤维素的组成和性质。[结果]温度低于115℃时,酸处理纤维得率随温度的升高快速降低;乳酸木质素得率随温度的升高呈先升高后降低趋势,但温度高于130℃时,乳酸木质素得率降低。随着温度的升高,酸处理纤维中纤维素的含量先升高后降低,125℃时纤维素含量最高;温度低于110℃时,酸处理纤维中木质素含量随温度升高呈降低趋势,温度高于110℃时,升高温度对木质素含量影响不大。红外光谱分析结果表明,分离得到的乳酸木质素中含有较多的极性基团。[结论]在该试验条件下,最佳保温温度为125℃。     

牦牛粪便中纤维素降解菌的筛选及产酶优化

为筛选牦牛粪便中高效纤维素降解菌,实现高纤维素类饲料资源化利用。利用刚果红平板染色法初筛,纤维素酶活测定复筛,从甘肃省天祝县牦牛粪便中分离产纤维素酶菌株,并结合形态学观察、生理生化特征和16S rDNA基因序列同源性分析进行鉴定。对菌株培养时间、温度、初始pH、接种量条件进行单因素优化,并在优化的基础上采用响应面优化,将优化后纤维素酶液处理小麦、玉米和水稻秸秆,10 d后检测秸秆降解率。结果表明:分离筛选出1株产纤维素酶菌株M2,鉴定为Bacillus pumilus;初步确定该菌株发酵产纤维素酶最佳工艺条件为温度33℃、初始pH 6.5、接种量5%、培养时间30 h,羧甲基纤维素酶活最高为520 U/mL,与优化前相比提高了1.3倍;滤纸酶活为98 U/mL,与优化前相比提高了1.1倍;玉米秸秆的降解效果优于其他2种秸秆,玉米秸秆纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为36.2%、25.5%和4.3%。     

纤维素、半纤维素分解菌MYB3和YB1菌株的生物学特性研究

对纤维素、半纤维素分解菌MYB3和YB1菌株在不同温度和pH值条件下的存活性、酶活性及对秸秆分解特性进行初步研究。结果表明:MYB3菌株存活的最适条件为35℃,pH值8时;YB1菌株为30℃,pH值9。2种菌在发酵中生成的纤维素酶活性最高,分别达到19.28U/mL(MYB3-玉米秸秆-3d)和19.5U/mL(YB1-稻草-3d);半纤维素酶最高分别达到6.66 U/mL(MYB3-玉米秸秆-2d)和17.17 U/mL(YB1-稻草-4d);淀粉酶活性最高分别达到9.84U/mL(MYB3-玉米秸秆-3d)和10.65U/mL(YB1-稻草-5d)。MYB3菌株适合玉米秸秆发酵,纤维素、半纤维素分解率(5d)分别为39.03%和14.67%;YB1菌株适合稻草发酵,纤维素、半纤维素分解率(5d)分别为31.53%和37.44%。     

甜菜颗粒干粕与甜菜渣提取果胶的比较研究

分别以甜菜颗粒干粕和甜菜渣为原料，采用酸法萃取，乙醇沉淀工艺提取果胶。在相同的条件下，甜菜颗粒干粕的果胶产量比甜菜渣的果胶产量高２８．７％～４２．８％，甜菜颗粒干粕提取果胶的最高产量比甜菜渣提取果胶的最高产量高２３％，产品的各项质量指标均与甜菜渣提取的果胶相近。甜菜颗粒干粕提取果胶的最佳萃取条件为：ｐＨ１．５、温度８０％℃、时间６ｈ，较甜菜渣提取果胶的最佳萃取条件（ｐＨ１．５、温度８５℃、时间６～８ｈ［１］）温和，而且产品色泽明显好于甜菜渣提取的果胶。