玉米秸秆纤维素提取工艺优化

[目的]优化提取玉米秸秆纤维素的最佳工艺条件。[方法]采用氢氧化钠-醋酸-亚氯酸钠法提取玉米秸秆纤维素,并用硝酸乙醇法测定纤维素含量。利用单因素试验探讨原料用量、提取时间以及提取温度等因素对产品纤维素含量的影响,并利用正交试验优化工艺条件。[结果]提取玉米秸秆纤维素的最佳工艺条件为:提取过程中,搅拌速度为500 r/min;半纤维素脱除过程中,称取5 g秸秆粉末,NaOH溶液质量分数为9%,提取温度T_1为60℃,提取时间t_1为120 min,将产物洗涤烘干;木质素脱除过程中,取上述产物进行试验,亚氯酸钠用量为1.5 g,醋酸用量为10 m L,提取温度T_2为70℃,提取时间t_2为60 min,将产物洗涤烘干得到纤维素。在此最优工艺条件下,产品纤维素纯度平均可达81.45%,最高可达82.29%,而且经红外分析可发现半纤维素和木质素已基本被去除。[结论]该工艺研究可为玉米秸秆纤维素的批量生产提供理论指导。     

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(P>0.05);碳酸氢铵各因素对酶解还原糖得率有显著影响(P<0.05)。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(P>0.05)。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。     

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。     

耐温酵母用于玉米秸秆同步糖化发酵工艺考察

[目的]对耐温酵母用于玉米秸秆同步糖化的发酵工艺进行考察。[方法]研究固液比、初始葡萄糖浓度和酶加入量对纤维素酶水解的影响,并对温度、固液比对中性蒸汽爆破预处理玉米秸秆(PCS)同步糖化发酵的影响和耐温酵母FE-B的同步糖化发酵工艺进行考察。[结果]水解体系中水解速率在一定范围内与酶加入量成正比,但随着酶加入量的增加,酶量对水解速率的贡献逐渐降低;酶解体系中的葡萄糖浓度对纤维素酶的水解速率具有很强的抑制作用,葡萄糖浓度越高,抑制越强;固液比在10%～30%,固含量越高,最终葡萄糖产率越高,且不影响纤维素水解率。利用基于耐温酵母FE-B的同步糖化发酵工艺水解和发酵120 h,反应体系中的乙醇浓度可达6.21%(W/W),纤维素水解率为88.70%。[结论]该研究可为开发木质纤维素生产燃料乙醇提供理论依据。     

玉米秸秆同步糖化生物炼制D-乳酸的工艺研究

近年来随着聚乳酸市场的进一步推广,D-乳酸的需求量日益增加,全球D-乳酸的需求量每年以6%~8%的速度增长。以吉林农业大学生物转化与发酵工程实验室保存的左旋乳酸芽孢杆菌W-1为试验材料,开展了玉米秸秆同步糖化发酵产D-乳酸的工艺研究。结果表明:当葡萄糖质量浓度为90 g/L,含氮量5 g/L,接种量为10%,高温蒸煮玉米秸秆芯30 g/L,纤维素酶添加量300 U/L时,37℃发酵6 d,产酸量达最大值,为72 g/L,较不添加秸秆的产酸量提高142%。     

纤维素酶处理玉米秸秆工艺条件的优化

以玉米秸秆粗纤维降解率为评价指标,通过单因素试验考察了pH、酶解温度、酶解时间和酶浓度对玉米秸秆酶解后粗纤维变化的影响,并在单因素基础上通过响应面试验优化了玉米秸秆酶解工艺参数,确定了玉米秸秆最佳酶解工艺:pH 5.0、酶解温度55℃、酶解时间60 h,酶浓度50 FPU/g,在此酶解条件下,玉米秸秆粗纤维降解率达到了45.62%。     

响应面优化玉米秸秆纤维素提取工艺

[目的]应用响应面法优化玉米秸秆纤维素的提取工艺。[方法]以玉米秸秆为原料,采用酸碱水浴提取玉米秸秆纤维素,通过单因素试验,分别考察不同的酸、液固比、浸提液pH和提取时间对玉米秸秆纤维素得率的影响,并应用响应面法分析液固比、浸提液pH和提取时间对响应值的影响,确定玉米秸秆纤维素的最佳提取工艺。[结果]由单因素试验和响应面试验得知,影响玉米秸秆纤维素得率的工艺因素依次为浸提液pH〉提取时间〉液固比。将由响应面法优化的工艺与实际操作相结合,最终确定的最佳提取工艺条件为：液固比20∶1 ml/g,浸提液pH 12,提取时间76 min。在此条件下玉米秸秆纤维素的得率为（55.25±0.15）%。[结论]该研究为玉米秸秆的深入研究及其在食品领域中工业化生产创造了一定的条件。     

改性玉米秸秆吸附剂的工艺优化及表征

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为反应介质,二乙烯三胺为交联剂,对玉米秸秆进行改性研究。BoxBehnken试验优化工艺条件为二乙烯三胺量1.25 m L、反应温度101℃、接枝反应时间2.15 h,改性玉米秸秆对废水中Cr6+吸附量约为176.5 mg/g,Cr~(6+)去除率为99.9%,吸附效率提高15倍。经傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重(TG)和比表面积(BET)结构分析表明,改性玉米秸秆在200~400℃内发生热分解反应,部分官能团发生交联后具有很高的热稳定性,并增加了其比表面积,可通过改性形成生物基吸附材料,为玉米秸秆的资源化利用提供了新途径。     

玉米秸秆制取生物油的工艺条件优化

[目的]研究不同操作参数对农业秸秆液化制取生物油产率的影响。[方法]以农业废物玉米秸秆为原料,采用热化学处理法进行制取生物油的试验;利用单因素试验考察不同温度、恒温停留时间、初始催化剂浓度等因素对生物油产率的影响。[结果]优化工艺条件为:温度380℃,恒温停留时间20 min,催化剂浓度为0.4 mol/L;在最优条件下生物油产率可稳定在56%左右。[结论]温度是生物油产率的主要影响因素,恒温停留时间对产油率影响不大。     

乙二醇预处理棉花秸秆糖化条件的优化

以乙二醇预处理的棉花秸秆为试验材料,以酶解时间、酶解温度、pH、底物质量浓度和纤维素酶浓度为试验因素,设计单因素试验、Box-Behnken试验,考察各因素对还原糖质量分数的影响,优化酶解糖化条件。结果表明,纤维素酶浓度和酶解时间对还原糖质量分数的影响极显著,二者的交互作用对还原糖质量分数有显著影响。还原糖质量分数与纤维素酶浓度、底物质量浓度、酶解时间之间的回归模型有统计学意义,各因素的影响主次顺序为纤维素酶浓度酶解时间底物质量浓度。酶解糖化优化条件为纤维素酶浓度90FPU/g、底物质量浓度47.2g/L、50℃、pH 4.8下糖化72h,还原糖质量分数高达486.9mg/g,显著高于原秸秆糖化效果(178.2mg/g)。     

小麦啤酒糖化工艺优化

[目的]探讨小麦啤酒糖化的最优工艺。[方法]通过4因素5水平二次旋转正交组合试验设计,利用响应面法分析与小麦啤酒糖化直接相关的小麦芽比例、水料比5、2℃保温时间6、5℃保温时间等因素对还原糖含量的影响。[结果]小麦啤酒最佳糖化工艺参数为小麦芽比例41.7%～42.3%,水料比3.4(V/W)5,2℃保温35～36 min6,5℃保温74 min;在该条件下,还原糖含量为89 g/L。[结论]该研究为小麦啤酒品质的提高提供了理论依据。     

玉米发酵饮料生产中糖化液离心工艺优化研究

本研究以玉米籽粒为主要原料制备澄清型发酵饮料,为解决成品贮藏一段时间后,易出现分层现象,对生产糖化液离心工艺进行优化。通过实验确定出9kr/min为最适合的玉米糖化液离心转速,所获产品在室温条件下贮藏45d,其外观分布均匀,没有沉淀或分层。     

不同方法处理的玉米秸秆青贮饲料品质评定

通过感观评定、营养成分及采食速度的测定,影响玉米秸秆青贮饲料品质的主要因素不是添加剂种类,而是不同类型的玉米品种。粮饲兼用型玉米秸秆调制的青贮饲料明显好于子实型玉米品种。     

玉米秸秆液化工艺研究

[目的]优化玉米秸秆液化工艺。[方法]以液化率为指标,通过单因素试验筛选出适宜的液化剂和催化剂,并通过正交试验优化液化工艺。[结果]EC和EC＋EG的液化效果较好,液化60min时液化率就接近于踟％;EG的液化效果较差,液化100min时液化率才达到70％。以浓硫酸为催化剂,EC和EC＋EG为液化剂的玉米秸秆的液化率接近80％;以磷酸为催化剂二者的液化率接近50％;以浓盐酸为催化剂,EC为液化剂的玉米秸秆的液化率不到24％,EC＋EG为液化剂的玉米秸秆的液化率只有11％;以碳酸钠和氢氧化钠为催化剂的玉米秸秆的液化率不到5％。较优液化工艺为添加3％催化剂在160℃下液化1．0h,此条件下玉米秸秆的液化率为90．56％。[结论]液化温度是影响液化率的最主要因素,其次是催化剂用量,影响最小的是液化时间。     

酶磨法处理玉米秸秆的糖化发酵研究

将纤维素酶、木聚糖酶分别与湿磨相结合对玉米秸秆进行了预处理,对不同料液浓度的酶磨玉米秸秆进行了糖化发酵研究。试验结果表明:当经纤维素酶、木聚糖酶酶磨处理的玉米秸秆料液的酶解浓度均为6%时,还原糖收率最高,分别为37.2%和33.5%;对酶解后的料液进行酒精发酵,发现在酶解料液浓度为11%时,酒精浓度最高,分别为3.0%和2.8%。     

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.     

水热法从玉米秸秆中提取腐植酸的工艺条件优化

[目的]优化水热处理玉米秸秆提取腐植酸的工艺条件。[方法]以氢氧化钠溶液为溶剂水热处理玉米秸秆。利用单因素试验探究水热时间、温度、氢氧化钠浓度、固液比等对腐植酸产率的影响,并用正交试验优化制备条件;采用紫外可见光谱和重铬酸钾滴定法测定腐植酸的含量,用傅里叶红外光谱对制备的腐植酸基团结构进行了表征。[结果]优化的工艺条件如下:水热时间5 h,水热温度为200℃,固液比1∶10,氢氧化钠溶液浓度0.75mol/L;在此条件下腐植酸的提取量高达0.48 g/g。傅立叶转换红外线光谱(FTIR)分析结果表明,提取样品中除存在芳香环结构外,还含有大量的醇羟基、醛基、羧基、羰基等酸性结构。[结论]该工艺研究为从玉米秸秆中制备腐植酸提供了技术方案和理论支持,为玉米秸秆的资源化利用提供了新途径。     

玉米秸秆预处理条件的优化

优化玉米秸秆预处理条件,测定其纤维素、半纤维素和木质素的含量,使其在生产过程中减少环境污染,降低生产成本和提高产率。将玉米秸秆切段除尘称量,先用亚硫酸氢钠浸泡,之后通过汽爆或蒸煮,再用氨水浸泡,然后烘干粉碎用蒸汽压力锅灭菌,最后进行液相色谱分析。结果表明,利用多种预处理方法相结合,使得纤维素、半纤维素、木质素分离开,切断其氢键破坏晶体结构,降低聚合度,有效去除木质素,提高纤维素、半纤维素的转化利用率。以亚硫酸氢钠浸泡24小时、3.0兆帕未挤干汽爆、氨水浸泡2小时的表现较好。     

玉米秸秆还田方法

正玉米是秸秆产量最高的禾本科作物。玉米—萝卜种植模式是玉米秸秆堆沤还田最容易实施的方法。禄丰县碧城镇每年采用玉米—萝卜种植模式的土地在666.67 hm~2以上。据测算,玉米在蜡熟期采收时,每亩玉米秸秆产量在3500~4500 kg。1)5月上旬种玉米,采用宽窄行捞沟或打塘点播,宽行110 cm、窄行40 cm、株距20 cm,玉米中耕管理时在宽行中捞沟培土。玉米捞沟培土后形成70 cm宽的墒面。