糠醛渣酶解工艺优化及过程的研究

笔者以糠醛渣为原料,在单因素实验的基础上,应用响应曲面法进行酶解糖化试验,探索了纤维素酶水解反应的最佳工艺条件。在优化条件的基础上进行了发酵罐糖化试验,同步分析了反应过程中糖化率的变化。研究结果表明:糠醛渣酶解的最佳工艺条件为:温度46.8℃,pH 4.32,酶用量35.95FPU/g,底物浓度2.899%,纤维素的平均转化率为92.59%。糖化过程同步分析结果显示,反应初期糖化速度非常快,反应进行3h糖化率达到了55.33%。反应18h时糖化率已达到87.88%,36h酶解反应基本结束,糖化率高达98.1%,比其他纤维原料的糖化时间大大缩短。     

超声波辅助类芬顿预处理增强桉木酶解效果

为克服传统芬顿体系用于预处理存在的问题,构建了超声波辅助载铁沸石类芬顿(UZF)体系,并采用单因素法,确定UZF预处理桉木的较优条件,即H₂O₂用量4%、超声波功率240 W、处理时间90 min,在此条件下,桉木粉酶解产生的还原糖高达(435.12±7.69) mg/g。通过组成成分分析,以及傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征,探究了UZF预处理增强桉木酶解效率的机理,分析了UZF预处理前后桉木样品的主要成分及基团、结晶性能和表面微观结构的变化,结果表明：预处理去除了更多木质素和半纤维素,使纤维素的无定形区破坏程度加大,木粉表面孔洞变多且更为粗糙。载铁沸石具有一定的循环使用性能,在循环使用4次后,仍能达到未处理桉木粉还原糖产量的1.87倍。     

糠醛渣活性炭的制备和性能研究

以糠醛渣为原料，成功地制备出脱硫活性炭，并详细考察了制备过程中影响炭性能的诸因素，该炭表面基团丰富，中孔发达，特别是经ＣＯ２改质后，脱硫性能显著提高。     

糠醛渣/木薯渣混合底物同步糖化发酵转化乙醇研究

研究了糠醛渣(FR)经不同强度绿液-过氧化氢预处理脱木质素后,与木薯渣(CR)混合进行同步糖化发酵生产乙醇,通过改变原料底物浓度、纤维素酶用量和添加无患子表面活性剂来优化混合底物同步糖化发酵条件,并分析了发酵过程中乙醇和副产物的浓度变化。结果表明,在糠醛渣预处理条件为:底物质量浓度5g/L、温度80℃、H_2O_2用量为0.6g/g、绿液用量为2mL/g(以糠醛渣计)预处理时间3h,在此条件下糠醛渣木质素脱除率可达56.5%。同步糖化发酵产乙醇条件为无患子皂素表面活性剂添加量0.5g/L,纤维素酶用量12FPU/g,纤维二糖酶用量15IU/g,预处理后的糠醛渣与木薯渣混合作底物(质量比为2∶1),底物质量浓度200g/L时,发酵120h最终乙醇质量浓度可达56.6g/L,乙醇得率为86.3%。同步糖化发酵过程中添加无患子皂素表面活性剂不仅降低了纤维素酶用量,还可延缓副产物乳酸的形成,减小甘油生产波动。     

以酶解渣为碳源制备木聚糖酶的研究

以里氏木霉（Tichoderma reesei)Rut C-30为产酶菌，低聚木糖制备过程中酶解渣为碳源可透导产生含低纤维素酶活（0.106IU/mL)的木聚糖酶（154.67IU/mL)，两种酶活的比值达1459，与粗木聚糖为碳源产木聚糖酶相比，木聚糖酶活提高了1.67倍，而纤维素酶活没有增加。此酶在50℃条件下酶解粗木聚糖和酶解渣时，pH值5时酶解效率最高，酶解产物通过HPLC分析，主要是木糖。该酶系的组成主要是外切-β-木糖苷酶。     

超声波辅助提取蓝莓果渣中花色苷的工艺研究

目的:确定超声波辅助提取蓝莓果渣中花色苷的最佳工艺。方法:采用正交试验确定超声波辅助提取蓝莓花色苷的最佳工艺条件。结果:超声波辅助提取蓝莓果渣中花色苷的最佳工艺条件为提取剂为酸性乙醇,固液比1∶60(g/mL),超声波功率350W,萃取时间40min,提取温度75℃。在此条件下,确定的蓝莓果渣花色苷含量3.122mg/g。结论:超声波辅助提取技术对充分利用蓝莓资源获取高附加值的花色苷是可行的。     

超声波法从罗汉果渣中提取碱木质素的研究

在一般碱法提取罗汉果渣木质素的基础上，加入超声波处理，确定了其最佳提取工艺条件为：10g样品在碱浓度0．5mol／L、碱液用量30mL／g、超声波处理时间90min、水浴温度40℃、恒温时间2．5h，木质素的溶出率由5．04％提高到8．60％，提取率由4．91％提高到8．40％；提取物中木质素含量为罗汉果渣中木质素总含量的56．19％。测定了IR光谱图，并且通过粘度法比较了其相对分子质量。     

酶法提取越桔果渣花色苷酶解条件的研究

对酶法提取越桔果渣花色苷的酶解条件进行研究。考察了酶解温度、酶解液初始pH值、酶解时间、酶用量和固液比对越桔花色苷的影响;确定了酶解的最优条件为50℃、酶解液初始pH值为4.5、酶解时间为3h、酶用量为5.0mg/g果渣粉、固液比为1∶4;对酶法提取越桔果渣花色苷与传统乙醇浸提法进行比较。结果表明在一定条件下,酶法提取工艺比传统乙醇浸提越桔果渣花色苷色价提高了30%。     

糠醛渣增强粗甘油基聚氨酯泡沫性能的研究

采用一锅法将生物柴油副产物粗甘油(CG)转化为生物基多元醇(CG-polyol),并以糠醛渣(FR)为增强填料,共混发泡制备出一种FR增强生物基聚氨酯(PU/FR)泡沫复合材料。通过对PU/FR泡沫的结构形貌、热稳定性、发泡时间、密度和压缩强度进行表征,探究了糠醛渣粒径(0.25 mm、 0.09 mm样品分别标记为FR60和FR180)和添加量对PU/FR泡沫性能的影响。结果表明：通过热转化法合成的CG-polyol酸值为1.9 mg/g、羟值为406 mg/g、黏度为1 092 mPa·s,该多元醇适合用于制备PU泡沫。FR的加入延长了发泡时间,最大上升时间和不粘时间分别由未添加时的29和31 s提高到37和39 s,泡孔结构更加完整,泡孔尺寸减少,破碎现象明显减少。FR添加量≤5%时,可有效提高泡沫的密度和压缩强度;当添加量相同时,FR180填料对泡沫的性能提升更显著;当FR180添加量为5%时制备的PU/FR180-5泡沫复合材料的压缩强度达到最大为0.153 3 MPa,相比未添加FR的泡沫提高了28.1%,此时密度为0.051 0 g/cm³,导热系数...     

糠醛渣分级转化制备分散剂和吸水性树脂

采用分级转化策略,首先将糠醛渣中的木质素组分制备成木质素基分散剂(LS),在糠醛渣用量100 g、去离子水用量1 000 g,反应温度70℃、反应时间3 h、氢氧化钠用量6.5 g、亚硫酸钠1.6 g、甲醛0.2 g的条件下得到的木质素基分散剂的分散力为105%。以分离得到的纤维素残渣制备吸水性树脂,探究了反应温度、引发剂过硫酸铵(APS)用量、交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)用量、复合单体丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)总用量对吸水性树脂吸水倍率的影响。在丙烯酸中和度为60%,引发时间0.5 h,复合单体用量9 g,引发剂用量1.3 g,交联剂用量0.05 g,反应温度52℃,接枝共聚反应时间3 h的优化条件下,吸水性树脂的吸水倍率达到64.6 g/g。FT-IR分析表明AM、AA和纤维素残渣发生了接枝反应;SEM表明反应生成了交联网状结构的产物;热重分析说明AA和AM的引入提高了吸水性树脂的热稳定性;XRD表明AA、AM的接枝反应发生在纤维素残渣的骨架上。     

组合预处理对橡实壳组成及酶解转化的影响

为脱除果壳类原料中的半纤维素和木质素,减少其对纤维素酶的无效吸附,提高酶解转化率。采用蒸汽爆破、Na OH、碱性H2O2及其组合预处理方法,研究不同方法对橡实(蒙古栎种子)壳组成及酶解转化的影响。结果表明,经过2.25 MPa蒸汽爆破预处理后,橡实壳半纤维素由26.81%降低至5.79%,半纤维素脱除率达87.28%,酶水解120 h后葡萄糖得率由10.32%提高至38.36%。橡实壳蒸汽爆破组合氢氧化钠处理后,木质素脱除率可达54.29%。而蒸汽爆破组合碱性H2O2处理后,酶解120 h葡萄糖得率可达76.65%,是未处理橡实壳的7.4倍。     

高温预处理对木聚糖酶水解制备低聚木糖的促进作用

采用160~180℃的高温对木聚糖酶解残渣中残余木聚糖进行预处理,并将预处理液酶水解。最优反应条件为180℃预处理30 m in,残余木聚糖的42.54%被有效降解,上清液中低聚木糖(XOS)的含量占上清液总糖的32.13%。上清液经木聚糖酶酶解后,低聚木糖的含量可达到上清液总糖的84.93%。     

毛竹水解渣木质素氢解制备芳香化学品

以毛竹水解渣为原料,分别采用过氧化氢法和甲醇法提取木质素,在相同的反应条件下对比了两种木质素转化及产物分布的结果,并进一步优化了过氧化氢法提取的木质素的氢解转化最优条件.研究结果表明:温度为220℃,反应时间60 min时,过氧化氢木质素可以全部转化为可溶物,单体收率为14.85％;甲醇法提取的甲醇木质素,转化产物中可...     

酸催化的蒸汽爆破预处理强度对麦草酶水解影响的研究

以蒸汽爆破法对0.5 %的稀硫酸浸渍的麦草进行预处理,研究了不同处理强度对麦草浆得率、半纤维素回收率、纤维素回收率、纤维素酶水解得率产生的影响.实验结果表明,在蒸汽爆破预处理过程中,麦草纤维组分发生分离.随着处理强度的提高,粗浆得率降低,细浆得率上升,纤维素的降解程度和半纤维素的去除程度提高,酶水解得率相应提高.在处理强度为4.14的预处理条件下,半纤维素的水解程度最大,而细浆得率和纤维素的酶解得率最高,分别为62.0 %和73.4 %;最佳的处理强度为3.55,此条件下,汽爆麦草原料细浆中的葡萄糖得率和滤出液中总糖的得率最高,分别为20.0 %和13.0%.     

里氏木霉木聚糖酶降解粗碱木质素中木聚糖的研究

研究用里氏木霉木聚糖酶降解粗碱木质素中的木聚糖,得出了适宜的酶解条件:pH值4.8、温度 45 ℃、酶解时间 4 h.还探讨了固形物浓度和酶用量对除糖率的影响.结果表明,随着固形物浓度的增加,除糖率逐渐降低;木聚糖酶用量越大,除糖率越高.     

糠醛生产废水废渣的资源化利用研究进展

糠醛生产废水温度达95~99℃,醋酸高达1.43%~2.84%,化学耗氧量(COD)10 000~20 000 mg/L,生物耗氧量(BOD)2 500~3 000 mg/L,BOD/COD=0.20~0.25,生物处理困难,长期以来严重困扰着糠醛生产行业的可持续发展。近年开发出多种萃取剂,回收了糠醛生产废水中90%以上的醋酸,采用的多级逆流萃取,萃取效率高达97%~99%。新开发的氧化钙中和-双效蒸发-精馏工艺技术,中和了废水的酸度,利用了废水的热能,废水中大量醋酸得到资源化利用,制成环保型醋酸钙镁(CMA)融雪剂,大大降低了传统CMA融雪剂生产成本,解决了数十年来氯化钠融雪剂腐蚀公路设施的难题,废水基本做到零排放。将糠醛生产废渣高温发酵后制取环保有机肥,或在制糠醛时联产制取木质素和乙醇,也已展示出良好的产业化前景。     

碱性离子液体TBAH预处理对桉木结构和酶解性能的影响

为探究碱性离子液体四丁基氢氧化铵(TBAH)在桉木预处理中作用机理,采用响应面分析法设计模型,得到离子液体TBAH预处理桉木的最佳条件为:预处理时间57.19 min,预处理温度71.98℃,TBAH质量分数11.78％,并验证了模型的科学性、准确性和有效性.通过对比未处理、NaOH、四丁基氟化铵(TBAF)和TBAH...     

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。