4种木质纤维素预处理方法的比较

采用4种方法对玉米秸秆预处理,研究了不同预处理方法对酶水解性能和可发酵性糖得率的影响,分析了预处理物料主要成分,预水解液中糖组成、碳水化合物降解产物及木质素降解产物含量.100 g玉米秸秆经稀酸、稀酸磨浆、中性蒸汽爆破和稀酸蒸汽爆破预处理、洗涤后,物料中纤维素由37.17g分别降为33.96、33.54、32.63和32.88 g,木聚糖由22.84 g分别降为2.77、2.47、3.56和2.05 g,木质素由18.76 g分别降为17.63、17.42、16.90和17.25 g.稀酸蒸汽爆破预处理物料在底物质量浓度100 g/L、纤维素酶用量20 FPIU/g(以纤维素计,下同)、β-葡萄糖苷酶用量3 IU/g下酶水解48 h,纤维素水解得率为75.91％.玉米秸秆经稀酸蒸汽爆破预处理、纤维素酶水解后可发酵性糖得率为44.93％(以玉米秸秆为基准).     

稀酸蒸汽爆破玉米秸秆预水解液的脱毒及乙醇发酵

以水洗稀酸蒸汽爆破玉米秸秆(ASC)得到的预水解液为原料,分析了ASC预水解液中可发酵性糖、碳水化合物降解产物和主要木质素降解产物的含量,研究了ASC预水解液乙醇发酵性能、3种脱毒方法对预水解液进行脱毒及乙醇发酵性能。研究结果表明,ASC预水解液中可发酵糖类主要含有木糖(49.50 g/L)及少量葡萄糖(9.80 g/L),可用于发酵制备乙醇,但含有大量抑制物不利于乙醇发酵,发酵60 h时的糖利用率和乙醇得率分别仅有87.96%和74.63%。ASC预水解液经过乙酸乙酯萃取、酵母吸附和亚硫酸钠处理3种方式脱毒后乙醇发酵性能均得到较大改善:经乙酸乙酯萃取脱毒后发酵36 h时的糖利用率和乙醇得率分别为95.40%和90.71%;经酵母吸附脱毒后发酵48 h时的糖利用率和乙醇得率分别为97.83%和81.98%;经亚硫酸钠处理脱毒后发酵48 h时的糖利用率和乙醇得率分别为95.55%和84.74%。虽然乙酸乙酯萃取脱毒效果最佳,但从工业应用前景来看,酵母吸附和亚硫酸钠处理是最佳选择。     

树干毕赤酵母在水解液中的驯化及木糖发酵

通过在玉米秸秆蒸汽爆破水解液中的驯化,树干毕赤酵母(Pichia stipitis能够在大量抑制物存在的情况下进行木糖发酵,且驯化后P.stipitis的木糖利用率为94.1％,乙醇得率为82.1％.在此基础上,对初始木糖质量浓度为30、45和60 g/L的水解液进行发酵,结果显示45 g/L初始木糖发酵的平均乙醇生成...     

稀硫酸-氢氧化钙联合预处理玉米秸秆制乙醇

以玉米秸秆为原料,研究稀硫酸-氢氧化钙联合预处理秸秆制备燃料乙醇的方法。玉米秸秆经稀硫酸预处理、固液分离后得到的预水解液(主要含有木糖)进行戊糖发酵;而残渣采用氢氧化钙进一步预处理后,经酶水解得到的葡萄糖进行己糖发酵,从而实现戊糖和己糖分开发酵产乙醇。研究结果表明,玉米秸秆稀硫酸预处理最佳条件为:硫酸用量1.00%(以绝干玉米秸秆计),反应温度130℃,反应时间70 min,此时木聚糖水解得率为80.45%;采用树干毕赤酵母对玉米秸秆稀硫酸预水解液原液、浓缩液Ⅰ(浓度为原液的2倍)和浓缩液Ⅱ(浓度为原液的3.5倍)进行戊糖发酵,乙醇得率分别为82.52%、85.13%和73.64%。氢氧化钙进一步预处理玉米秸秆稀硫酸预处理渣的最佳条件为:氢氧化钙用量0.125 g/g(以绝干玉米秸秆计),反应温度90℃,时间24 h,此时纤维素酶水解得率为84.92%;采用酿酒酵母对两步预处理残渣的酶水解液原液、浓缩液Ⅲ和浓缩液Ⅳ(浓度为原液的2倍和3倍)进行己糖发酵,乙醇得率分别为92.22%、91.89%和85.54%。     

几种纤维素酶制剂水解和吸附性能的研究

比较了商品纤维素酶和自产纤维素酶在蛋白组分及蛋白组分含量上存在的差异。商品纤维素酶水解稀酸预处理和蒸汽爆破预处理的玉米秸秆,其水解得率均低于自产纤维素酶。以蒸汽爆破的玉米秸秆为碳源制备纤维素酶,添加外源8 IU/g(以纤维素计)的β-葡萄糖苷酶,水解蒸汽爆破的玉米秸秆48 h,纤维素水解得率为90.08%;水解液中纤维二糖的质量浓度从17.06 g/L降低到1.12 g/L,相应葡萄糖质量浓度从21.09 g/L提高到44.01 g/L,可发酵性糖从55.28%提高到97.52%。微晶纤维素对商品酶和自产酶的吸附在30 m in达到平衡,且符合Langmu ir等温吸附方程;由Langmu ir常数分析得知两类酶均来自里氏木霉,且对微晶纤维素的亲和力相差不大。     

玉米秸秆生物炼制燃料乙醇的研究

以玉米秸秆为原料,研究了中酸预处理条件下水洗得到的残渣经酶水解后进行己糖发酵、水洗液经三烷基胺萃取脱毒后进行戊糖发酵的乙醇得率,并对整个工艺进行了物料衡算.结果表明:中酸预处理的最佳条件为温度100℃,硫酸质量分数3％,时间12h.残渣的酶水解液浓缩至葡萄糖质量浓度为138.72g/L进行乙醇发酵,在24 h时糖利用率...     

阴离子交换树脂对玉米秸秆蒸汽爆破预处理液的选择性脱毒

分别以糖-酸-醛模拟液和玉米秸秆蒸汽爆破预处理液为实验材料,比较了4种典型的阴离子交换树脂的选择性交换吸附脱毒性能,从中筛选出大孔型苯乙烯系阴离子交换树脂D301。D301树脂可以选择性地吸附脱除模拟液大部分酸类和呋喃醛类抑制物,但几乎不吸附糖类。其中,酸类的交换吸附符合Freundlich多分子层等温吸附特征,而糖类和呋喃醛类符合Langmuir单分子层吸附特征。在玉米秸秆蒸汽爆破预处理液中,D301树脂仍然保持对酸和呋喃醛类抑制物的选择性交换吸附性能,但是受未知成分杂质的复杂交换作用的影响和干扰,它对酸类和糠醛类抑制物的总脱除率由70.2%显著下降至44.5%,降幅达36.6%;而对单糖类的吸附率由1.2%大幅急剧提高至25.5%～37.9%,增幅达20～31倍;低聚木糖和低聚葡萄糖的吸附率分别达到13.7%和10.6%。采用减压蒸发浓缩与树脂吸附相结合联合脱毒方法可脱除69.1%和94.4%的酸类和醛类,脱除75.4%色素类和33.9%木质素分解物质,同时造成糖类损失16.3%。联合脱毒方法可以有效提高玉米秸秆蒸汽爆破预处理液的发酵生产性能,但是距离工业化发酵生产水平的差距仍然较大,仍需要针对木质纤维原料预处理体系的脱毒技术开展更加广泛和深入的研究工作。     

疏水性离子液体[C_4mim][PF_6]对木质纤维预水解液的脱毒作用

将稀酸蒸汽爆破预处理后的玉米秸秆进行预水解,以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C_4mim][PF_6])萃取脱除预水解液中的抑制物,并对萃取脱毒条件进行优化,进一步分析了离子液体的脱毒效果。研究结果表明,最佳萃取条件为:水油相体积比1∶2、35℃、250 r/min下萃取60 min。在此条件下,水解液中的主要抑制物甲酸、乙酸、乙酰丙酸、5-羟甲基糠醛、糠醛和总酚的去除率分别达到24.72%、21.84%、47.99%、82.76%、100%和39.70%,且可发酵性糖几乎无损失。通过对主要抑制物与离子液体脱毒性能分析可知,随着离子液体[Cnmim][PF6](n=4,6,8)中阳离子烷基碳链增长,离子液体对抑制物萃取能力下降;抑制物疏水性越强,与离子液体的氢键作用越强,萃取分离效果越好;p H值越低,对抑制物的去除效果越好;乙酸、5-羟甲基糠醛、4-羟基苯甲醛在[C_4mim][PF6]中去除率基本不随抑制物初始质量浓度改变而发生变化。     

蒸汽爆破木质纤维原料的乙醇脱毒研究

以乙醇为溶剂,采用抽提的方法去除蒸汽爆破玉米秸秆中的甲酸、乙酸、糠醛及羟甲基糠醛等抑制物,比较了动态和静态两种不同的抽提方法对抑制物和糖的抽提效果,考察了温度、固液比和时间等因素对不同条件下乙醇静态抽提效果的影响。以总抑制物抽提率/总糖抽提率为评价指标,通过正交试验,对温度、固液比、时间3个因素在不同水平下的乙醇静态抽提效果进行直观分析和方差分析,确定了乙醇静态抽提的最佳试验条件为:温度80℃,固液比1∶10(g∶mL),抽提时间60 min。在最佳试验条件下,两种最重要的抑制物甲酸和乙酸的抽提率分别达到84%和98%。     

蒸汽爆破玉米秸秆的分段酶水解

以蒸汽爆破预处理的玉米秸秆为原料,探讨了分段酶水解和超滤回用β-葡萄糖苷酶的工艺对水解效果的影响。结果显示:三段酶解过程中由于反应产物纤维二糖和葡萄糖的及时移除,使产物对纤维素酶的抑制作用大大降低,提高了纤维素酶水解得率和纤维二糖转化为葡萄糖的效率,并且缩短反应时间。与一段酶水解工艺相比,(6+6+12)h三段酶水解蒸汽爆破玉米秸秆使纤维素水解得率从62.83%提高到70.16%,并且水解时间从72 h减少到24 h。蒸汽爆破玉米秸秆由23%的结晶区和77%的无定形区组成,经纤维素酶(6+6+12)h三段水解后,水解残渣在衍射角2θ为16°和22°处的两个衍射峰变得更加突出,衍射强度有所增强。用截留分子质量为30 ku的超滤膜回收水解液中的β-葡萄糖苷酶并进行下一轮酶解,回用第一轮β-葡萄糖苷酶的回收率为98.87%,葡萄糖的得率为92.71%;回用至第八轮β-葡萄糖苷酶的回收率为95.25%,葡萄糖的得率为90.87%。     

呼伦贝尔市柴河林业局天然林保护工程成效分析

柴河林业局天保工程区在天然林保护工程实施后,森林生态环境得到了很大改善。文章通过对天保工程区各类土地资源在天然林保护工程实施前后的对比分析,系统阐述和评价了天然林保护工程的实施对该局森林资源和生态状况变化的影响。     

洪泽湖大堤防护林种植试验成果的应用

在原有种植试验的基础上 ,选择适宜树种和模式对洪泽湖大堤防护林进行规划更新。在充分考虑防护功能的同时 ,注重堤防美化、生态保护和投资效益 ,适应新时期水利工程管理的需要     

牡丹江林区百合科野生药用植物及开发利用

论述了牡丹江野生百合科药用植物的开发利用。     

森林可持续经营策略的若干思考

森林可持续经营是现代林业的核心,我国林业应走可持续经营带动多目标、多功能经营的超常规发展道路。文章提出了我国森林可持续经营的若干策略,以加快中国林业与国际林业同步发展的步伐。     

桉树优良品种引种试验研究

文昌市林业科学研究所2005年9月引种11个品种桉树优良无性系在迈号镇种植试验,通过6年对试验点跟踪调查、分析,对各品系的生长情况进行综合评价,为今后同一立地条件下种植桉树提供理论依据.     

沙棘优良品种选择试验初报

通过对不同引种区域的沙棘优良品种的栽培对比试验,选育出适合阜新地区栽培的优良沙棘品种。根据3a的调查结果,按照幼林的生长量、结实量和百粒果重等指标的综合分析,获得"丘杂F1代"、"白丘杂交"、"森淼"、"亚中杂交"等4个品种优于"辽阜1号"、"辽阜2号"对照品种,也优于引种的其它品种。     

臭椿优良无性系选择的研究

汇集１７个臭椿系号,以当地臭椿为对照,营造了臭椿无性系测定林。经多点造林测试,选出３个优良无性系,分别是臭椿８２４００５、８２００１和箭杆２号,其材积生长量分别比对照提高３０．２％～６７．８％、３０．２％～９７．１％和２６．７％～４７．２％,生长表现优良,有较高的推广应用价值。     

巨桉根浸提液对三种牧草的化感作用初步探讨

为了解巨桉内含物对牧草的化感作用,试验选用浓度为1∶10、1∶50、1∶100的巨桉根浸提液(母液浓度为1∶10,w/v),以蒸馏水为对照,按照培养皿水培和盆栽土培的生物检测方法,探讨巨桉根系对黑麦草、紫花苜蓿、高羊茅3种牧草的化感作用。结果表明:在水培试验中,对黑麦草表现为高浓度抑制其根和苗生长,低浓度促进其根和苗生长;对紫花苜蓿根和苗生长均表现为促进作用。在盆栽试验中,对黑麦草和高羊茅表现为抑制其根长和促进其茎高生长,随着浓度的增加,对根的抑制作用逐渐增强;对紫花苜蓿根和地上部分干重表现为促进作用,随浓度的增加,促进作用减弱。     

沙棘嫩枝扦插的病害防治

沙棘嫩枝扦插育苗是在特定的高温高湿条件进行的，插条很易受到真菌、细菌和病毒的侵染致病。经多年育苗推广的实践，介绍了插条常见病害的发病时期、症状和防治措施，并提出了运用合适的水分管理技术和有针对性的应用化学药剂防治相结合的思路，可供生产工作者参考。     

萌条的根桩年龄对杨树扦插造林效果的影响

采用湘林—90无性系杨1~5年生根桩萌条的1年生苗扦插造林,研究萌条的根桩年龄对杨树扦插造林效果的影响。结果表明:造林时的胸径、苗高、材积在不同年龄根桩的萌条苗间均有显著差异,造林后的第1年、第4年,胸径、树高、材积在不同年龄根桩萌条苗的造林地间虽有差异,但差异均不显著。试验结果表明1~5年生根桩萌条的1年生苗都适宜扦插造林。