超声波协同WO_3/ZrO_2固体酸水解蔗渣工艺的优化

[目的]采用超声波预处理协同固体酸水解蔗渣制备还原糖。[方法]探讨了超声波预处理后水解温度、固体酸用量、水解时间、液固比对水解液中还原糖得率的影响。采用响应面法建立二次回归模型,并对水解工艺进行优化。[结果]当水解温度97.52℃、固体酸用量5.76%、反应时间3.10 h、液固比18∶1时,还原糖的得率可达75.65%,比在相同工艺条件下未经超声波处理的得率提高了21.91%。[结论]超声波预处理能够促进蔗渣的水解。     

稀硫酸预处理高丹草秸秆条件的优化研究

预处理是利用生物质原料制备燃料乙醇的工艺过程中至关重要的一步,文章以高丹草秸秆为主要研究对象,对稀硫酸预处理高丹草秸秆优化工艺进行了研究,在研究温度、时间、稀硫酸质量分数和固液质量比4个单因素对预处理效果影响的基础上,采用正交试验对稀硫酸预处理高丹草秸秆工艺条件进行优化,确定了稀硫酸最佳预处理工艺条件为水解温度120℃,水解时间2h,稀硫酸质量分数1.5%,固液质量比1:10,在此条件下,预处理水解液还原糖得率32.59%,糠醛得率为0.45%。     

泥炭的稀硫酸预处理及其工艺优化

探索改进泥炭的生物可降解性途径,为实现泥炭资源的高值转化提供可行预处理方法,采用稀硫酸对泥炭进行预处理,DNS法测定泥炭处理液中还原糖的含量,对稀硫酸质量分数、处理温度、处理时间、固液比4个因素进行单因素试验分析,再通过正交试验对预处理条件进行优化。结果表明,最佳预处理条件:处理温度90℃下0.5%质量分数稀硫酸处理80 min,最佳固液比为1 g∶12 m L,在此条件下还原糖含量达到2.23%。稀硫酸预处理泥炭能够降解1.17%纤维素、4.44%半纤维素和9.37%木质素,增加15.49%可溶性物质。稀硫酸预处理为泥炭的生化转化提供了可行的预处理方法。     

割手密硫酸 解糖化的研究

割手密是生物质产量较高的纤维素类植物,作为能源植物受到国内外的普遍关注。利用纤维素类材料生产燃料乙醇的过程中,秸秆的水解糖化是关键步骤。以割手密为试验材料进行单因素和正交试验研究浓硫酸和稀硫酸的浓度、试验时间、试验温度、液固比对割手密糖化处理的影响,筛选出浓硫酸和稀硫酸处理的最佳条件,将两段硫酸处理的最佳反应条件结合,即浓硫酸水解,液固比42∶1、浓硫酸浓度70%、水浴时间20min、水浴温度55℃;稀硫酸水解,液固比115∶1、浓硫酸浓度5.5%、水解时间155min、水解温度100℃。在此工艺中,还原糖得率为48.78%。该两段水解糖化法条件温和、操作简单,不需要高压,成本低廉,还原糖得率高,为割手密的进一步有效利用奠定了基础。     

预处过程中不同理化因子对竹质纤维素糖化的影响

为研究不同理化因子对竹质纤维素糖化效果的影响,以竹质纤维素为原料,以酸解溶出的还原糖和总糖得率为考察指标,选取盐酸、硫酸、磷酸和硝酸4种稀酸在不同稀酸浓度、酸解温度、竹粉颗粒度和固液比条件下,对竹粉处理不同时间的单因素试验。结果表明:在竹粉颗粒度100目和固液比1∶15的条件下,用2%稀硫酸在温度121℃下处理25 m in后,酸解效果较好,还原糖和总糖得率分别在35%和50%以上。与较低温度下的长时间酸解相比,在较高温度下对竹粉进行较短时间的酸解处理能有效地提高酸解液中还原糖和总糖的得率。     

不同生育时期玉米秸秆酸解还原糖产量变化及工艺条件优化

为了确定酸解预处理秸秆还原糖产量较高的玉米生育时期,为乙醇发酵生产提供较优原料,以"渝单8号"玉米为材料,采用DNS法测定不同稀硫酸预处理和酶解条件下拔节期、抽雄期、抽丝期、乳熟期、成熟期秸秆的总还原糖产量.对水解温度、水解时间、稀硫酸体积分数、固液质量比进行单因素试验,再通过正交试验优化预处理条件.结果表明:在稀硫酸预处理条件下,抽丝期的玉米秸秆总还原糖产量较高,更适合乙醇发酵生产;在处理温度110℃、处理时间40 min、硫酸体积分数2%、固液质量比1:15的最优预处理条件下,还原糖产量达549.42 mg/g.     

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℃。     

稀酸预处理棉花秸秆糖化工艺条件的研究

对稀硫酸预处理棉花秸秆的糖化条件进行了研究,考察了水解温度、稀硫酸浓度、秸秆粉碎粒度、固液比等因素对棉花秸秆水解产物还原糖的影响,通过正交试验确定最优的水解工艺条件为:硫酸浓度为2.5;,水解温度 110℃,水解时间4 h,未筛分秸秆,固液比1∶12,秸秆水解率为29.61;.     

酸水解竹加工剩余物制还原糖的研究

[目的]实现竹加工剩余物的高效利用,研究其酸水解工艺。[方法]通过单因素试验研究了酸水解竹粉的影响因素。以总还原糖产量为指标,通过分析得出稀硫酸水解竹粉生产还原糖的最优反应条件。[结果]单因素试验结果表明：料液比为1∶5～1∶7时,还原糖得率随浓酸体积的增加而增加;料液比为1∶5和1∶8时,还原糖得率分别为44.0%和41.6%;第1次水解温度为60℃时,还原糖得率最高,为65.3%;当硫酸浓度为15%～30%时,还原糖得率变化很小;还原糖得率随着水解时间的延长而降低;第2次水解时间为1.0h时,还原糖得率最高,为66.3%。正交试验结果表明：第1次水解温度的影响最大,其次为第2次水解时间,竹粉/浓硫酸比的影响最小;最佳反应条件为：竹粉与浓酸比（W/V）为1∶6,第1次水解温度为50℃,第2次水解温度为100℃,稀硫酸浓度为20%,水解时间为1h。[结论]该研究为竹加工剩余物的开发利用提供了参考。     

玉米秸秆酸解产糖影响因素研究

[目的]考察影响玉米秸秆稀酸水解产糖的主要因素,为进一步提高玉米秸秆利用率提供参考。[方法]通过单因素和正交设计试验分别考察稀酸浓度（稀H2SO4）、酸解温度、固液比、酸解时间对玉米秸秆酸解产糖得率的影响。[结果]酸解温度、酸解时间、稀酸浓度、固液比对酸解产糖得率均有影响,影响大小顺序依次为酸解温度〉稀酸浓度〉酸解时间〉固液比。正交试验结果表明,最适酸解条件为酸解温度120℃,稀酸浓度1.5%,酸解时间60min,固液比7.5%,在该试验条件下还原糖得率为29.64%。[结论]此研究为进一步提高玉米秸秆利用率和转化率提供重要的理论依据和借鉴意义。     

碱预处理泥炭的条件优化

[目的]研究提高泥炭的生物可降解性预处理途径,为实现泥炭的高值转化提供参考依据.[方法]采用碱对泥炭进行预处理,DNS法测定泥炭处理液中的还原糖含量,通过单因素和正交试验考察碱浓度、处理温度、处理时间、固液质量比4个因素对碱预处理泥炭效果的影响,确定最佳预处理条件;同时对比预处理前后泥炭有机质组分的变化.[结果]碱预处理泥炭的最佳条件:在碱浓度4.5%、固液质量比1:12、处理温度90℃的条件下处理140 min,泥炭还原糖产出率为2.33%.碱预处理泥炭能够降解1.22%(绝对值,下同)纤维素、0.56%半纤维素和3.27%木质素,增加可溶性物质12.15%.[结论]优化后的碱预处理条件能部分降解泥炭的纤维素、半纤维素和木质素,增加可溶性物质含量,可在实际生产中推广应用.     

微波协同黑曲霉水解稻谷壳糖化工艺的优化

以稻谷壳为原料,采用微波预处理协同黑曲霉水解稻谷壳制备还原糖。探讨了经过微波预处理后原料的粒度、酶液用量、水解温度和水解时间对还原糖得率的影响,并采用响应面法建立二次回归模型对水解工艺进行了优化,在水解温度为61℃、水解时间为18.8h、酶液用量为31U/g时,还原糖的平均得率可达到46.17%,比在相同工艺条件下未经微波处理的得率提高了96.22%。     

稀硫酸降解水葫芦纤维素的研究

对稀硫酸降解水葫芦纤维素进行了研究。考察了固液比、温度、酸浓度、反应时间等因素对纤维素酸降解的影响。结果表明:稀硫酸在降解过程中起催化作用,最优固液比是1:14,优化的稀硫酸浓度是1%,大约在0.5h就可使酸解产生的还原糖总量达到平衡,温度对于酸解过程的影响较小。     

氨水低温冻融联合预处理对高粱 秸秆酶解产糖的影响

【目的】降低预处理成本、提高秸秆预处理后的酶解效果,模拟自然界低温环境并结合氨水对高粱秸秆进行预处理。【方法】通过单因素试验分别探究氨水低温冻融预处理中浸泡液的液固质量比、冷冻温度、冷冻时长、氨水质量分数对高粱秸秆酶解的影响,采用正交试验对预处理条件进行优化,对预处理前后高粱秸秆的成分采用范式法测定,物理化学结构用红外光谱和X射线衍射分析。【结果】单因素试验中,浸泡液的液固质量比、冷冻温度、冷冻时长和氨水质量分数在不同水平下均显著提高了高粱秸秆酶解还原糖的产量(P0.05)。正交试验最优预处理条件为浸泡液的液固质量比12,冷冻时长12 h,冷冻温度-10℃,氨水质量分数8%。相较于未进行预处理的秸秆,氨水低温冻融处理的秸秆半纤维素含量下降42.42%;木质素含量下降50.76%;秸秆的还原糖产量为302.87 mg·g-1,较未预处理组提高了80.34%;纤维素结晶度提高了57.02%。【结论】氨水低温冻融预处理能有效破坏高粱秸秆木质纤维素间原有的连接结构,溶解半纤维素,木质素的单体和聚合结构被破坏,提高了高粱秸秆的酶解还原糖得率以及纤维素结晶度。     

氢氧化钙预处理对椪柑皮纤维素酶解产糖的影响

在纤维素生产燃料乙醇的过程中,原料的预处理是一个关键环节。采用氢氧化钙对原料椪柑皮进行预处理,研究了预处理中氢氧化钙的浓度、固液比、温度及时间等因素对后续酶解产物糖含量的影响。通过正交试验得出优化预处理的工艺条件为:用氢氧化钙饱和溶液,在固液比1∶30(g/mL),温度70℃下处理时间24 h,经纤维素酶分解后的糖含量可达到11.44%。     

超声波预处理协同固体酸水解小麦秸秆制备乙酰丙酸的研究

[目的]研究超声波预处理协同固体酸水解小麦秸秆制备乙醇丙酸。[方法]以小麦秸秆为原料,采用超声波预处理和固体酸协同水解制备了乙酰丙酸,探讨了经过超声波预处理后水解温度、水解时间、固体酸用量、液固比对乙酰丙酸得率的影响,并采用响应面法建立二次回归模型对水解工艺进行了优化。[结果]乙酰丙酸的得率与固体酸用量、水解温度、液固比和水解时间等工艺有关;得出最优工艺条件为：水解温度235℃、反应时间35min、固体酸的用量为7.4%,此时乙酰丙酸的得率为22.98%,比在相同工艺条件下未超声波处理的得率提高了10.25%。[结论]在固体酸水解小麦秸杆制备乙酰丙酸过程中,通过超声波预处理的协同反应,能够有效提高乙酰丙酸的得率。     

秸秆可溶性糖测定时样品前处理条件的优化

为确定秸秆可溶性糖测定时样品的最佳前处理条件,研究单因素对玉米秸秆和小麦秸秆可溶性糖得率的影响。利用中心组合试验(Box-Behnken)和响应曲面法(RSM)对主要前处理参数进行优化,并得到回归模型。结果表明:固液比(秸秆质量与水体积比)、水浴温度、提取时间和存放时间对玉米秸秆和小麦秸秆可溶性糖得率影响显著(P<0.05)。回归方程较好的反映了可溶性糖得率与固液比、水浴温度和提取时间的关系。玉米秸秆可溶性糖测定的最佳前处理条件为,固液比0.31g/mL,水浴温度94℃,提取时间63min,此条件下的可溶性糖得率为3.85%。小麦秸秆可溶性糖测定的最佳前处理条件为,固液比0.33g/mL,水浴温度95℃,提取时间58min,此条件下的可溶性糖得率为3.39%。     

酸酶双解稻草纸浆制备燃料乙醇的新工艺

研究酸酶双解稻草纸浆、发酵制备燃料乙醇的新工艺,考察时间、温度、底物浓度、催化剂用量等因素对酸解和酶解过程的影响。通过对酸酶解液及残渣成分分析,考察稻草纸浆降解产物中糖含量的变化趋势。结果表明,在170~180℃、液固比20 mL∶1 g、硫酸质量分数为2.4%、反应2 h酸解,还原糖得率为28.9%;在50℃、酶用量80 U/g、底物质量浓度0.01 g/mL、反应30 h酶解,还原糖得率为67.1%。酸酶解总还原糖得率62.6%;稻草纸浆降解液经发酵制得乙醇质量浓度为26.6 g/L,乙醇得率为49%,达到理论转化率的96%,转化率最高为0.28 g/g(乙醇/稻草纸浆)。     

玉米秸秆酸解产糖条件的优化

选择了处理温度、硫酸浓度、固液比3个因素,以还原糖产量为指标,利用正交试验对玉米秸秆酸解产糖条件进行了优化,结果为处理温度120℃、硫酸浓度0.10 mol/L、固液比1:10(m/V,g:mL,下同)为较优预处理务件.经过试验验证,在优化后的预处理条件下还原糖产量提高了41.6％.     

不同氨处理对玉米秸秆糖化效果的影响

为提高秸秆中还原糖含量,增加其营养价值,选择对于动物无害的尿素和碳酸氢铵试剂对玉米秸秆进行处理,对比不同氨源处理对玉米秸秆糖化效果的影响。通过正交设计分别对尿素、碳酸氢铵进行不同浓度、温度、时间、液固比最佳处理条件分析;在最佳试验条件基础上,将尿素和碳酸氢铵与过氧化氢进行单一和复合处理。结果显示:尿素处理组中各因素对酶解还原糖得率均无显著影响(P0.05);碳酸氢铵各因素对酶解还原糖得率有显著影响(P0.05)。碳酸氢铵单独处理玉米秸秆,酶解后还原糖含量达216.55 mg/g,氮含量为1.19%,与双氧水复合处理差异不显著(P0.05)。由此表明,碳酸氢铵单独处理对提高秸秆营养价值效果显著。