速生杨二步超低酸水解液发酵制取燃料乙醇的研究

以速生杨二步超低酸水解方法获得的水解液为原料,在28℃、100 r/min等发酵条件下,选择热带假丝酵母(C.2.637)和酿酒酵母(S.2.699)分别对第一步和第二步水解液进行了发酵制取燃料乙醇的研究,并考查了Ca(OH)2中和、过中和、活性炭吸附等预处理方法及菌种预适应驯化对乙醇转化率的影响。结果表明:热带假丝酵母能够更好地利用第一步水解液生成菌体,适合生产单细胞蛋白;菌种驯化后发酵速度和乙醇转化率均有提高,尤其是以酿酒酵母发酵第二步水解液,乙醇转化率由14.45%增至39.37%;Ca(OH)2过中和的方法处理后的水解液,乙醇转化率有所增加;以五碳糖为主同时含有六碳糖的速生杨第一步水解液,假丝酵母发酵产乙醇的效果好于酿酒酵母。     

农林废弃物超低酸水解装置及试验研究

自行设计了木质纤维素类生物质超低酸水解装置,该装置可以间歇进料方式实现生物质的超低酸水解。在该装置上分别以木聚糖和定量滤纸为模化物得到了半纤维素和纤维素水解的最佳工况,进而对白松、速生杨和玉米秸秆这三种在我国分布较为广泛的原料进行了超低酸两步水解研究,分别得到了51.24%、78.27%和84.10%的可水解原料转化率和48.19%、57.96%和37.48%总还原糖得率,并以GCMS定性还原糖外的其他产物,最后对水解残渣做了分析研究。     

纤维素超低酸水解产物的分析

基于木质纤维素类生物质水解为人类提供乙醇等能源、化工产品的重要性，该文以定量滤纸模拟生物质的主要组分－纤维素，以其超低酸水解试验得到的最佳工况下液体产物和固体残渣为研究对象，通过高效液相色谱(HPLC)结合KS-802糖柱对产物质中糖的种类进行了划分，以GC-MS对副产物进行定性，并通过扫描电镜(SEM)及热重和工业分析元素分析对固体残渣作了从表观到内部的研究，发现纤维素超低酸水解主要生成纤维四糖、三糖和二糖等低聚糖和葡萄糖及果糖，反应副产物有糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸及一些小分子酮、醛类和酸类极性化合物，水解残渣已完全改变了原始形貌，热裂解活性增强，残留物中碳和灰分含量有较大增加，最后根据分析结果探讨了纤维素超低酸水解的反应途径，为木质纤维素类生物质水解技术的规模化利用打下基础。     

纤维素酶水解棕榈壳制取乙醇研究

先将棕榈壳置于多功能水解反应器中于200℃,4.0 MPa,液固比15∶1,搅拌转速500 r/min条件下纯水预处理5 min,半纤维素和纤维素含量分别从21.74%,45.42%变为2.35%,47.63%,再以一定比例混合预处理液与棕榈壳残渣,研究液固比,温度,加酶量和时间对棕榈壳糖化工艺的影响,结果表明液固比为16∶1最合适,低温37℃比高温50℃更有利于棕榈壳的糖化,从长时间看,加酶量并不完全与原料转化率成正相关,以小于10 FPU/g为宜。糖化效果取决于β-葡萄糖苷酶对葡萄糖的耐受性以及预处理效果。采用酿酒酵母对糖化液发酵,乙醇得率为77%。通过电镜扫描发现,预处理与酶解后的残渣的结构比原料明显疏松,长条状晶束结构有着不同的程度的破坏,但木质素结构破坏较小。     

钯炭催化木质素模型化合物愈创木酚加氢脱氧制备烷烃

针对木质素催化加氢脱氧制备烃类燃料,以木质素模型化合物愈创木酚催化加氢脱氧制备烷烃为模型反应,研究了活性炭负载Pd、Pt、Ru、Rh金属催化剂,在磷酸溶液中催化愈创木酚加氢脱氧制备烷烃的反应性能。结果表明,Pd/C催化剂显示了较高的催化活性,在催化剂用量0.02g,反应温度225℃,磷酸质量分数0.5%,氢气压力5MPa的条件下反应1h,烃类产物(环己烷和甲基环戊烷)收率可达78%。建立了催化愈创木酚加氢脱氧制备烷烃反应的动力学模型,并得到Pd/C催化愈创木酚转化反应各步的反应速率常数和表观活化能。其中,愈创木酚部分加氢脱氧反应活化能为60.1kJ/mol,含氧产物深度加氢脱氧反应活化能为73.6kJ/mol。研究结果为进一步研究木质素制备烃类燃料提供了参考。     

利用农业废弃物碳源的红法夫酵母生产虾青素研究进展

利用红法夫酵母产虾青素工艺具有绿色、安全、低成本等优点,但培养红法夫酵母的培养基(尤其是碳源)成本是制约该工艺实现大规模生产的主要因素之一。传统的利用纯糖如葡萄糖、蔗糖、木糖等作为红法夫酵母生产虾青素的碳源,效果虽好,但因其价格较高,仅适用于实验室研究和小型发酵生产,不适于大规模工业化生产。如何寻找来源广、价廉且发酵效果好的碳源,降低虾青素的生产成本是发展虾青素产业亟待解决的课题。利用廉价且来源广泛的原料如水果类原料、糖质原料、甘油及废弃木质纤维素类原料等作为碳源能有效降低成本。但这些原料都存在一些问题,比如水果类原料存在季节性及地域性限制,糖蜜类原料供应稳定性方面存在问题,甘油类原料杂质多且存在食品安全隐患,木质纤维素类原料来源广泛、价格低廉,不存在占用耕地等问题,是最有希望用于规模化低成本发酵生产虾青素的原料,但其利用存在一些技术瓶颈。该文介绍了目前利用红法夫酵母生产虾青素的基本情况,并系统地对国内外不同碳源条件下利用红法夫酵母生产虾青素的研究状况进行了综述、比较及分析。最后,对利用红法夫酵母生产虾青素在碳源方面的未来发展趋势及重点研究方向进行了展望。     

酸催化水解生物质产乙酰丙酸的现状分析

从原料来源、制备步骤和反应器、催化作用机理3个方面分析了酸催化水解生物质产乙酰丙酸的研究现状,尤其在作用机理方面,首先分析了从纤维素制糖类再制5-羟甲基糠醛,5-羟甲基糠醛制乙酰丙酸,葡萄糖直接制乙酰丙酸的机理,以及稀盐酸和稀硫酸环境中微晶纤维素制乙酰丙酸的动力学;然后深入分析了典型生物质在稀酸中的降解动力学及机理,为学者开展生物质产乙酰丙酸的研究提供信息,有利于学者进行选择性研究。     

电流变效应影响因素的试验研究

利用４种电流变液（ＥＲＦ）以影响电流变效应的几种主要因素进行了试验研究。试验结果表明：电流变效尖取决于电流变液种类、体积分数和电场强度。对于某种电流变液,其体积分数在１５％￣４０％之间,所族加的电场强度大于相变开始的临界场强是,才能取得较明显的电流变效应。     

混合酶对经不同预处理的甜高粱秆渣的水解

采用正交试验设计,探索不同的液固比、pH值、温度和混合酶配比对甜高粱秆渣的水解情况,并在此基础上研究了混合酶对经漆酶和高压蒸汽预处理的甜高粱秆渣的水解情况。结果表明,混合酶水解的最佳条件为液固比11∶1、pH值3.6、30℃、果胶酶∶纤维素酶∶半纤维素酶=1∶1∶2,该条件下的水解效率要好于纤维素酶单独的水解效率,经漆酶和高压蒸汽预处理的甜高粱秆渣的酶解效率得到显著提高,浸润于不同溶液中的甜高粱秆渣经高压蒸汽预处理并酶解,其葡萄糖收率有所不同,且在溶液中加入KMnO4后再进行高压蒸汽处理,能进一步提高葡萄糖收率。