碱性亚硫酸盐耦合低压蒸汽预处理对慈竹转化乙醇得率的影响

慈竹是转化生物质燃料及化学品的理想原料之一。笔者采用优化的碱性亚硫酸盐耦合低压蒸汽爆破(ALS-SE)“一步法”对原料慈竹进行预处理,在脱除木质素的同时,降低碳水化合物的降解,提高转化乙醇的效率。红外光谱分析表明,ALS-SE预处理液体中含有木素磺酸盐,将其回收用作表面活性剂加入同步糖化发酵试验中,能有效降低木质素对酶的无效吸附,改善发酵效率。试验分别研究对比了底物质量分数5%和10%,纤维素酶用量18 U/g-纤维素和24 U/g-纤维素以及ALS-SE预处理液对慈竹转化乙醇的影响。结果表明,“一步法”预处理慈竹可以显著地提高乙醇得率:底物质量分数5%、纤维素酶用量18 U/g-纤维素时“一步法”预处理慈竹乙醇得率达到其理论得率的6322%,相比原料慈竹和低压蒸汽爆破,慈竹的乙醇得率分别提高了118倍和062倍;提高底物质量分数为10%,纤维素酶用量为24 U/g-纤维素,其乙醇得率提高到8214%,加入ALS-SE预处理液体时乙醇得率进一步提高到8529%,同时降低了发酵副反应的发生。     

蒸汽爆破-乙醇蒸煮两步法预处理对麦秆结构的影响

对麦秆采用先蒸汽爆破后乙醇蒸煮的两步法进行预处理,研究预处理对麦秆组分及结构变化的影响。蒸汽爆破过程实验条件选取200 g绝干麦秆,压力1.75 MPa和时间3.5 min。乙醇预处理过程选取80 g蒸汽爆破麦秆(绝干),55%乙醇,两者固液比1∶5(g∶mL),温度170℃、时间30 min。通过高效液相色谱法测定,预处理最终产物组分中半纤维素降低89%左右,木质素降低35%左右。采用红外光谱、纤维形态分布分析及SEM分析对预处理过程中麦秆结构变化情况进行研究,结果表明:蒸汽爆破过程破坏了半纤维素酯键连接且半纤维素降解非常明显,但对纤维素链结构影响和降解作用相对较低;麦秆经过蒸汽爆破预处理后,纤维平均长度明显降低,而平均宽度却显著增加;再经乙醇预处理后纤维平均长度基本保持不变,但平均宽度降低;经两步预处理后麦秆纤维的天然物理结构由紧密到蓬松,纤维束呈松散状态且纤维表面基本无碎片附着物,利于后续加工利用。     

细胞壁空隙对木材性能及加工利用的影响

细胞壁空隙是木材水分横向传输的重要通道,是影响木材干燥速率、木材改性效果的重要因素.针对细胞壁空隙的研究不仅是对木材本身构造和性能的进一步了解,更是对木材物理和化学加工基础的深入诠释.文中概述木材细胞壁空隙的组成、分类、具体尺寸等,归纳其对木材物理力学性能及加工利用的影响,总结目前木材细胞壁空隙构造研究尚存在的问题并提...     

种植方式和越冬保护措施对芦竹成活率的影响

芦竹(Arundo donax Linn.)为禾本科芦竹属多年生高大禾草,是极具应用潜力的生物质能源作物[1,2]和理想的造纸原料[3].芦竹适应范围广,抗涝能力强,还抗瘠薄、耐盐碱和耐干旱[4];对重金属污染水体有较好的修复作用,因此,可用作改良盐碱地和紫色页岩,防止水土流失[5,6].另外,芦竹株形优美,淡紫色的圆锥花序,碧绿的条形叶片,丰富了北方水体和庭院的景观.芦竹在北方虽有引种历史[7],但由于越冬表现不良,很少产生有活力的种子[8],因而在北方干旱地区少有种植.     

预处理溶剂对纤维素预处理效果的影响

分别采用丙酮(CH3COCH3)/NaOH、乙醇(EtOH)/NaOH等10种化学试剂体系对纸浆纤维素进行预处理,通过R-10值和保水值(VWR)的测定,比较各化学试剂体系对纤维素平均聚合度和可及度的影响,然后选出预处理效果好的纤维素进行XRD和FT-IR测试,研究对应的体系对纤维素结晶构造、官能团和氢键的影响。结果表明:NaOH/H2O2/H2O、乙二醇(EG)/H2O2/H2O、EtOH/NaOH、CH3COCH3/NaOH这4大体系预处理纤维素的效果要好于其它体系;纤维素经NaOH/H2O2/H2O、EG/H2O2/H2O和EtOH/NaOH体系处理后,结晶度由65.3%分别下降为61.3%、63.7%和49.8%,分子间氢键相对百分数由61.5%分别降为58.7%、58.2%和50.3%,但晶型没有发生变化,而经丙酮/氢氧化钠体系处理后,晶型发生了改变,结晶度降低了18个百分点,分子间氢键相对百分数下降了14.7个百分点。     

酚醛树脂改性对管胞细胞壁力学性能的影响

采用水溶性低分子质量酚醛树脂处理杉木试样,使用纳米压痕测试技术对其管胞细胞壁的弹性模量和硬度进行测试。结果表明:处理试样管胞细胞壁的平均弹性模量和硬度比对照试样分别增加了32.94%和32.93%。使用紫外显微分光光度计分析得知,处理试样管胞细胞壁的吸光度远高于对照试样,说明低分子质量的酚醛树脂能够扩散进入到纳米级孔隙的杉木管胞细胞壁S2层内,并最终引起细胞壁力学性质的增加。     

蒸汽爆破预处理技术及其对纤维乙醇生物转化的研究进展

由于木质纤维素复杂结构及纤维素结晶的特点,需要合适的预处理方法增加纤维素对酶分子的可及性。蒸汽爆破法因其低成本、无污染、能耗低等优点近年来备受关注。本文介绍了蒸汽爆破及其影响因素,在此基础上,着重讨论了几种常见的蒸汽爆破技术如稀酸蒸爆技术、稀碱蒸爆技术、氨纤维爆破技术及组合蒸爆技术等以及蒸爆设备,同时介绍了蒸汽爆破在纤维乙醇生物转化过程中的应用研究。     

木质纤维素制燃料乙醇的预处理研究

指出了制做乙醇的过程中,对玉米芯预处理条件的探究是整个实验的重要环节。采用酸水解法,通过正交试验,得出了玉米芯水解得到木糖过程中的最适温度为119.8℃、时间为90min、硫酸浓度1.16%、固液比为1：10等条件,且提高玉米芯的利用率最终为0.30g/g。     

基因工程对林木生长表型与细胞壁组分及构造的影响研究

通过基因工程技术培养出木质素含量低、纤维素含量高和糖转化效率高以及优质的木材,对于将其定向应用于制浆造纸、生物炼制、木质建筑及装饰材料方面具有重要的研究意义。文章详细阐明了木质素和纤维素基因调控技术对转基因林木生长表型、细胞壁化学组分含量及其微区分布、组织细胞形态及细胞壁超微构造影响的研究进展,并对转基因林木今后的重点发展方向进行了展望,以期为我国定向培育优质速生人工林提供理论依据。     

乙酸预处理对木质纤维素结构及性能的影响

对木质纤维素进行乙酸预处理及三段磨浆,分析了不同试样的化学组分,并进行了结构表征。结果显示,经乙酸预处理及三段磨浆后,相思木木片表面出现大量坍塌、裂纹及孔洞,纤维间的结合也变得更为疏松,木片超微结构受到不同程度的破坏。试样中半纤维素含量显著降低,纤维素及木质素所占比例相对增加,纤维素的结晶度指数有所降低。核磁共振波谱(P31NMR)分析结果表明,经预处理及磨浆后,试样中木素的脂肪族羟基含量降低,酚羟基含量增加,酚型/非酚型木素值增加,S/G(紫丁香基/愈创木基型木素)值增加,且随着预处理温度的升高,酚型/非酚型值下降,S/G值增加。热重-红外(TG-IR)分析结果表明,经预处理及磨浆后,DTG曲线在280℃左右少一个肩峰,半纤维素的降解产物木聚糖的特征吸收峰大幅降低,纤维素降解产物的特征吸收峰强度略微增强,木质素热解产物的特征吸收峰强度略有下降。为探讨预处理及磨浆对木质纤维素孔结构的影响,采用低温氮气吸附法(BET)对试样进行分析,结果显示,试样的比表面积增大,大孔所占比例减小,介孔所占比例增加。     

乙醇制浆对竹纤维长度的影响

以竹材为原料,探讨了在不同浓度有机溶剂、酸和催化剂等条件下,乙醇制浆对纤维长度的影响。试验结果表明:乙醇制浆对纤维长度具有显著的影响,随着乙醇及酸浓度的增加,纤维长度值显著减小;随催化剂量的增加,纤维长度减小幅度降低。在乙醇70%、H2SO40.8%及一定量的乙醇胺或NaOH作为催化剂的条件下,分离纤维长度变化较小。     

组坯结构对竹材胶合界面破坏行为及细胞壁力学性能的影响

竹质工程材料在轻质结构建筑及其关键承载构件中有巨大的应用潜力,然而竹材天然径向结构差异性会对其胶合质量造成显著影响。以4年生毛竹材和酚醛树脂(PF)胶黏剂为原料制备了双层竹片层积材,探讨组坯结构对双层竹片层积材的宏观胶合性能和胶合界面细胞壁力学性能的影响。研究结果表明,外表面-外表面(O/O型)组坯时竹片层积材的胶合剪切强度(干态胶合强度17.3 MPa,湿态胶合强度5.3 MPa)显著高于外表面-内表面(I/O型)和内表面-内表面(I/I型)组坯样品。这主要是由于O/O型竹材胶合界面内薄壁细胞壁的力学性能更加接近厚壁细胞壁,改善了界面内应力集中现象。PF胶黏剂在不同组坯结构竹材胶合界面内的差异性渗透行为是造成这一现象的主要原因：竹材薄壁细胞表面氧碳比较高(0.40)且毛细管作用较强,在I/O型和I/I型界面内PF胶黏剂的渗透行为主要表现为填充细胞腔;而在O/O型界面内PF胶黏剂能够有效浸润薄壁细胞壁,而非简单填充其细胞腔,因此O/O型竹片层积材具有更高的界面细胞壁力学强度和宏观胶合强度。     

酶水解对马尾松纤维细胞壁结构及微纤丝制备的影响

漂白马尾松纤维经纤维素酶水解后,用高压均质机处理得到纤维素微纤丝(MFC),利用快速比表面积及孔隙度分析仪、X射线衍射仪、红外光谱仪对MFC的聚合度、形貌、直径分布进行分析,探究酶水解对制备MFC的促进作用。结果表明:酶水解作用能够改变纤维的比表面积、结晶度和孔隙结构。漂白马尾松纤维在100 MPa压力下均质处理30次后得到的MFC的聚合度为354,直径主要分布在20~50 nm;漂白马尾松纤维在50℃下经纤维素酶(酶用量10.0 FPU/g)水解2 h,在100 MPa压力下均质处理30次后得到的MFC的聚合度为229,直径主要分布在10~40 nm。     

果胶预处理对杉木耐久性的影响

为了更好地研究果胶预处理对木材耐久性的影响并提高果胶在木材利用中的潜在价值.以杉木为试验材料,采用果胶和其他防腐剂配合使用的预处理模式,测定样品的载药率和失重率的变化,分析果胶预处理对杉木耐久性的影响.结果显示,杉木经过果胶预处理之后,在接种白腐菌彩绒革盖菌的环境下,杉木的失重率会提高;在接种褐腐菌绵皮卧孔菌和球毛壳菌...     

微波预处理对杨木渗透性的影响

研究微波预处理过程中辐射功率、时间和处理方式对杨木单板渗透性的影响规律,以获得后续杨木改性处理理想的微波预处理工艺。在本试验条件下,微波预处理可以使经过质量浓度20%的聚乙二醇2000(PEG-2000)浸渍后的杨木单板烘干后的增重率从26.8%提升至38.2%;随着微波预处理辐射时间的增加,杨木单板浸渍增重率的平均值先上升后下降,并在辐射时间为50 s时达到顶峰;随着微波源输出功率的增加,对杨木单板的渗透性提升效果逐渐上升。微波预处理含水率为10%～13%的杨木单板的优化组合工艺条件为:微波源输出功率100%、微波辐射时间50 s,可使杨木单板在短时间内达到平均温度135.5℃。在微波预处理过程中,需要注意谐振腔与试件接触部位的温度控制,以减小同组试件升温速率差异对微波处理效果的影响。     

预处理对纤维素酶降解影响的研究

以酸、碱及蒸汽爆碎预处理的蔗渣、杨树作底物，进行纤维素酶解（５０℃、２４ｈ）试验，其中以碱预处理的蔗渣得糖率为最高。通过测定不同原料不同预处理方法得到的水解液的总糖、糖组分及紫外吸收；分析不同预处理所引起的植物纤维组成变化、同时对预处理前后的蔗渣和杨树进行了Ｘ－衍射分析测定，从结晶度的变化综合分析了预处理对纤维素酶降解的影响，并对植物纤维生物量的全利用进行了初步探讨。     

不同预处理对湿地松种子活力的影响

采用不同的预处理措施对贮藏15个月的湿地松种子进行处理。结果表明：不同的预处理措施对湿地松种子的活力影响不同。赤霉素（GA3）和聚乙二醇（PEG）处理，能显著提高种子活力。用尿素处理也能在一定程度上提高种子活力。而有机溶剂丙酮处理，对湿地松种子活力未见有明显影响。     

不同预处理对杉木种子活力的影响

用代号91、6、244和67的杉木种子进行温度40℃ 2％NH_4Cl溶液、温度25℃无水乙醇、温度40℃相对湿度100％和对照处理,结果表明,在短时间高温条件下,用2％NH_4Cl溶液处理,可明显地提高杉木种子的发芽率和萌发速率。