基于生物质精炼的桉木制浆技术

研究了尾巨桉原料进行预水解硫酸盐法制浆过程中,预水解段对物料化学组分、水解液性质、水解液资源化利用及后续制浆的影响。研究结果表明:预水解段的温度和保温时间对原料水解后的化学组分及水解液的性质有较大影响。尾巨桉预水解较为适宜的水解条件为温度165℃左右,保温时间60~90min,水解液中主要成分为木糖和低聚木糖。在采气速度15mL.min-1、糖浓度17.8g.L-1、温度180℃、硫酸浓度为0.25%的条件下制备糠醛,糠醛收率可达到71.89%。尾巨桉经过预水解,可以较大幅度降低后续制浆过程中蒸煮及漂白化学品的消耗。     

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。     

相思木自水解过程产酸对后续硫酸盐法制浆的影响

为研究相思木自水解过程产酸行为及其对水解后木片硫酸盐法制浆的影响，在水热预处理强度指标P因子93～1 008的范围内进行木片自水解预处理，然后将一部分预抽提后木片通过超声波洗涤去除残留酸，将除酸处理后的预浸渍木片和对照样(即未进行超声波洗涤)以相同的条件进行硫酸盐法制浆。研究结果表明：自水解液(AHL)中产生的酸含量随预处理强度的增强而增大，导致AHL的pH值呈下降趋势；其中乙酸是主要酸成分，P因子606时乙酸质量浓度达到4.21 g/L,之后随自水解过程缓慢增加到P因子1 008时的4.41 g/L;P因子1 008时还检测到少量甲酸。超声波洗涤去除残留酸后木片蒸煮细浆得率比自水解木片提高了10.1%,同时纸浆Kappa值由31.24下降至19.69(P因子1 008),纸浆黏度没有明显变化，但纤维长度由0.76 mm下降至0.64 mm(P因子1 008),可能是导致超声波洗涤后木片纸浆手抄片的抗张和耐破强度轻微降低的原因。     

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。     

玉米秸秆乙酰基水解产物对乙醇发酵的影响及去除策略

研究了木质纤维原料在预处理过程中半纤维素上乙酰基水解产生的乙酸对酿酒酵母、树干毕赤酵母乙醇发酵的影响,结果表明乙酸对戊糖、己糖酵母乙醇发酵均产生很大的影响。根据乙酸产生的特点,采用氢氧化钠法去除乙酸而尽量不降解纤维素和半纤维素,从源头上将乙酸与"糖"分开。在单因素(氢氧化钠质量浓度、温度、液固比和时间)试验的基础上,采用响应面分析进一步优化试验,结果表明,上述4个因素的影响从大到小依次为:氢氧化钠质量浓度、液固比、温度和时间。最佳条件为:NaOH 5.45 g/L,液固比13∶1(mL∶g),温度62℃,时间45 min。在此条件下乙酸去除率和木聚糖残留率分别为95.19%和87.80%。     

巨尾桉化学改性预处理工艺

为了更好地利用桉木木素进行化学改性,须有效去除桉木中的其他组分。通过单因素试验和正交试验,研究了巨尾桉改性前预处理工艺,确定桉木纤维脱脂处理溶剂为苯-乙醇(V/V,2∶1),最佳提取条件为:时间为4 h,温度66℃,固液比为1∶15。对处理前后的桉木纤维进行了性能表征,结果表明:处理后桉木纤维素酶解较处理前还原糖得率和水解率均有所提高;灰分含量降至0.09%,小分子有机化合物含量≤1%。     

杨木自水解液中溶解木质素和胶体木质素的结构特征

对不同水解强度下杨木预水解液中溶解木质素和胶体木质素(DCL)进行了分离、纯化和结构表征。结果表明:随着自水解温度的增加(T_(max)170℃),杨木预水解液中DCL的缩合程度明显增加,与残留在杨木自水解木片中的木质素相比,预水解液中的DCL组分含有更少的脂肪族羟基、更多的缩合型酚羟基和非缩合型酚羟基,以及更高的S-OH/G-OH比率,表明预水解液中的木质素更易发生侧链脂肪族羟基的脱水反应、β-O-4的水解反应和木质素分子间的缩合反应。     

桉木自催化水解提取聚木糖研究

采用Design-Expert软件进行响应面试验（RSM）设计,利用外循环蒸煮锅对桉木片半纤维素自催化水解制取还原糖方法进行了初步探索。结果表明反应温度、保温时间交互作用对还原糖制取量影响显著,当水解因子P〈2 500时,响应面模型/水解P因子模型对于还原糖提取率R的影响一致,即R（153℃,90 min）≈R（162℃,30 min）,R（158℃,90 min）≈R（168℃,30 min）,R（164℃,90 min）≈R（176℃,30 min）。P因子在1 000~1 500范围内水解液中低聚木糖及木糖含量最高,总浓度为9.7 g·L-1,在反应温度170℃、保温40 min（P因子约1 000）条件下达到最优水平。当P因子〉2 000时糖组分总量呈现下降趋势,通过FT-IR、GC-MS分析,单糖组分大量转化为糠醛等其他降解产物。     

响应面法优化TiO_2-SiO_2固体酸水解杨木屑制备乙酰丙酸的研究

以杨木屑粉为原料,以TiO2-SiO2固体酸为水解催化剂,探讨了固体酸的用量、水解温度、液固比和水解时间对乙酰丙酸得率的影响,采用响应面法建立二次回归模型,并对水解工艺进行了优化。研究结果表明,当液固比为14∶1、固体酸的用量为3.53%、温度为241℃、水解时间为36min时为较优的制备工艺,在该工艺条件下,乙酰丙酸的得率为23.11%     

稀酸预处理对玉米秸秆中4类非木质素组分的降解规律研究

分离制取玉米秸秆中非木质素类的4类组分纤维素、半纤维素、热水提取物和乙醇提取物,采用高效液相色谱研究其在稀硫酸预处理过程中主要水溶性降解产物的生成规律。其中,纤维素降解生成葡萄糖、甲酸、乙酰丙酸和5-羟甲基糠醛;半纤维素降解生成木糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、乙酸和糠醛;热水提取物降解生成葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、甲酸、乙酸、乙酰丙酸、5-羟甲基糠醛和糠醛;乙醇提取物降解生成少量的葡萄糖、木糖、乙酸、乙酰丙酸和5-羟甲基糠醛。抑制物甲酸、乙酰丙酸和5-羟甲基糠醛主要来自纤维素,乙酸和糠醛来自半纤维素,产量可分别为1.4%、2.7%、2.2%、3.1%和7.8%(以玉米秸秆计)。硫酸质量分数是影响乙酸产量的主要工艺因素,而反应温度是影响甲酸、乙酰丙酸、5-羟甲基糠醛和糠醛产量的主要工艺因素。     

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%。     

高锰酸钾氧化马鞭草烯酮的研究

考察了反应温度、反应时间、高锰酸钾用量、乙酸与水溶液体积比对高锰酸钾氧化马鞭草烯酮制备低蒎酮酸的影响,研究结果表明:控制原料与高锰酸钾的物质的量比1∶4,反应温度10℃,反应时间2h,乙酸与水溶液体积比10∶1,得到低蒎酮酸的收率77％.讨论了硅胶作为载体对此实验的影响,结果显示使用硅胶-高锰酸钾作为氧化剂,目标产物的...     

Effects of organic acid treatments on small hive beetles, <Emphasis Type="Italic">Aethina tumida</Emphasis>, and the associated yeast <Emphasis Type="Italic">Kodamaea ohmeri</Emphasis>

In honeybee, Apis mellifera, colonies infested with larval and adult small hive beetles (SHB), hive material, and in particular honey, tends to ferment, probably due to SHB-associated yeasts such as the predominant Kodamaea ohmeri. Here, we test the effects of organic acids on K. ohmeri and on SHB-infested honey/pollen combs. Organic acids were applied at standard concentrations used by beekeepers to control other pests. In laboratory tests, the growth of K. ohmeri was significantly inhibited by lactic, formic and acetic acids. Treatments of SHB-infested honey/pollen combs (N = 18 colonies) with acetic acid significantly increased mortality of adult SHB and treatments with formic acid significantly reduced larval infestation. Our data suggest that treatment of honeybee colonies and storage rooms with organic acids could also help in reducing SHB damage.     

玉米秸秆基吸油材料的制备与表征

以玉米秸秆(RCS)为原料,经氨水预处理得预处理玉米秸秆(PCS),再经乙酸酐酯化改性制备改性玉米秸秆(ECS)吸油材料,并考察不同酯化条件对产物吸油性能的影响。结果表明:RCS、PCS(预处理6 h)对0~#柴油的吸收倍率分别为1.90和4.43 g/g;以冰乙酸为溶剂,冰乙酸与乙酸酐质量比为1∶1,秸秆与冰乙酸-乙酸酐混合液的质量比为1∶15,催化剂浓硫酸用量为4.5%(以秸秆质量计),反应温度为110℃条件下,酯化反应5 h所得改性产物ECS的吸油率可达9.03 g/g,且ECS疏水性和漂浮性能均得到显著改善。采用XRD、FT-IR、SEM和BET等方法对预处理前后及酯化改性后秸秆进行了分析与表征。结果表明:酯化反应已顺利进行,酯化改性后秸秆呈非晶态,ECS呈均匀的介孔结构,介孔及粗糙表面的出现提高了材料的吸油率和漂浮性能。     

高效液相色谱法同时测定互叶白千层中的槲皮素和山奈酚

用高效液相色谱法同时测定广西5地互叶白千层中槲皮素和山奈酚含量。样品用盐酸-甲醇(体积比5∶100)混合溶液水浴加热回流提取,C18柱色谱分离,以甲醇-乙腈-0.4%磷酸(体积比21∶21∶58)水溶液为流动相,检测波长370 nm,柱温为室温,流速1 mL/min。测定了不同产地互叶白千层中的槲皮素和山奈酚质量分数,其中邕宁南晓的槲皮素和山奈酚的质量分数最高,分别为5.151和2.530 mg/g,邕宁的槲皮素和山奈酚的质量分数为最低,分别为2.386和1.658 mg/g。     

响应面优化紫苏籽油微波提取参数的研究

为研究紫苏籽油微波提取工艺,应用Response Surface Method (RSM)对显著性影响因素进行优化的试验结果表明:提取溶剂为体积分数70%乙醇/水混合溶液,微波功率540 w,微波时间5 min,液料比8∶1 ml/g,紫苏籽油实际提取率为22.53%,与预期理论值23.18%的吻合度为97.20%。     

三种不同萃取方法对印楝种子活性物提取率的影响

印楝作为植物源木材防腐剂活性物提取的重要来源深受研究人员的重视,对其活性物的萃取工艺也多种多样。本文采用了超声波震荡法、微波萃取法及水浴搅拌法对印楝种子粉末进行提取,在不同物液比（1∶8、1∶10、1∶12）、不同温度（30、40、50℃）下,对比分析三种工艺的粗提率。结果表明,三种提取工艺的提取率均随着温度的升高而增大,随着物液比（印楝种子粉末与乙醇-水之比）的降低而增大;在对印楝种子活性成分粗提取时的三种方法比较,温度控制在50℃,物液比为1∶12时,微波萃取法的提取率最高。     

Physio-ecological response of Haloxylon persicum photosynthetic shoots to drought stress

This paper studied the seasonal characteristics to resist the drought stress of Haloxylon persicum Bge. Ex Boiss. et Buhse photosynthetic shoots at habitat. The results showed that the predominant drought resistance factors were varied at the different stage from growth to development. In the blooming season (from May 31 to June 29), endogenous ABA contents were rare; stomatal conductance and photosynthesis intensity were the highest at the whole stage from growth to development; soluble sugars contents had a decreasing trend and proline contents increased a little that made proline become the predominant factor to resist the drought under this light water stress. In the hot summer (from June 29 to July 26), ABA contents accumulated rapidly; stomatal conductance dropped to the lowest level of the growth and development; chlorophyll was also decomposed; both soluble sugars and proline contents showed the trend of quickly accumulating, but the former was faster than the latter. It was due to stomatal limitation and osmotic organic molecules accumulation that would affect the photosynthetic shoots to resist severe drought stress. At the late period of the development (from Aug 9 to Aug 22), ABA rapidly accumulated, its contents got to the highest level of whole life-span; stomatal conductance increased a little; proline and soluble sugars contents changed little at high level; while the ratios of ABA to CTK content and ABA to IAA content got up obviously, the effect to resist drought stress on high content ABA was inhibited by endogenous plant hormone CTK and IAA, then the continuing accumulation of proline and soluble sugars would be prevented. Osmosis of organic molecules was the most important factor to adjust leaves to severe water stress at this period. __________ Translated from Scientia Silvae Sinicae, 2005, 41(5) [译自, 林业科学 2005, 41(5)]     

聚合氯化铝对木质纤维素MgCl2预处理液的纯化

预处理是生物质资源转化的关键步骤,其过程会使植物细胞壁的结构发生变化,从而降低生物质的顽固性并增强其中糖的有效溶解,以促进其高值化利用。预处理液成分复杂,所含木质素和多种降解产物不利于糖类的高效利用,需要对其进行分离纯化。以桉木经MgCl₂预处理的废液为对象,通过聚合氯化铝(PAC)絮凝的方法去除其中的大分子木质素,利用Zeta电位和粒径检测、高效液相色谱法、紫外光谱法等技术分析絮凝处理前后预处理液的成分变化,并对其去除机理进行深入研究。结果表明:当PAC用量为4.00%质量分数时,反应体系Zeta电位为0,此时胶体稳定性最差,可获得较大的木质素沉淀量;当预处理液的pH接近3.00时,刚好达到等电点,体系中正负电荷中和不稳定,胶体颗粒粒径最大,出现明显絮凝沉淀;随着pH的升高,PAC对木质素的去除效果仍有明显增强,综合所有因素可知,在pH为10.00、PAC用量为2.00%质量分数时,处理体系对木质素的絮凝表现出良好的选择性,木质素的选择性去除率可达86.05%。由此可知,PAC主要是通过静电和桥联双重作用改善预处理液的胶体稳定性,使预处理液中的木质素大分子优先沉淀,体现出良好的选择性,是一种非常有潜力的预处理液纯化方法,值得进一步探究和优化。