酶水解过程中纤维素聚合度和结晶度的变化

分别采用复合纤维素酶Celluclast 1.5L和内切纤维素酶Novozym 476对漂白针叶木纤维进行水解,通过分析酶水解后纤维素聚合度和结晶度的变化情况,研究2种纤维素酶对纤维素聚合度和聚集态结构的影响。结果显示:漂白针叶木纤维经2种纤维素酶分别水解后,随着酶用量的增加,纤维素聚合度都逐渐降低,当Celluclast 1.5 L用量为3.0 FPU/g时,纤维得率为94.34%,纤维素聚合度降至862,较原样(1 164)下降了25.95%;而Novozym 476用量为50.0 U/g时,纤维得率为94.93%,纤维素聚合度降至711,较原样下降了38.92%。由此可见,在得率相同的情况下,经Novozym 476水解的纤维素较经Celluclast 1.5 L水解的纤维素具有更低的聚合度,说明内切葡聚糖酶是导致纤维素聚合度下降的主要因素。随着复合纤维素酶Celluclast 1.5 L用量的增加,纤维素结晶度呈现先增加后降低再增加再降低的M型变化;随着内切纤维素酶Novozym 476用量的增加,纤维素结晶度呈现先降低后增加再降低的变化。     

酶处理改善稻草浆滤水性能的研究

分别用木聚糖酶和纤维素酶对漂白稻草浆进行处理，发现经酶处理后的浆料，它们的滤水性均得到明显改善，且白度亦有不同程度提高，其中纤维素酶的效果更好，但纤维素酶用量过多，则会对纤维造成损伤，影响浆料强度。     

纤维素酶和半纤维素酶改性对漂白针叶木浆性能的影响

分别采用复合纤维素酶、内切纤维素酶和木聚糖酶3种酶对漂白针叶木纤维进行改性处理,比较不同的酶对漂白针叶木浆性能的影响。结果表明:复合纤维素酶对漂白针叶木浆性能影响较大,随着酶用量的增加,浆料滤水性先增加后下降,纤维保水值(WRV)和Zeta电位绝对值先降低后增加,纤维表面亲水性降低,纤维长度急剧下降,手抄片抗张指数先增加后急剧下降;在酶用量5.0 U/g时,纤维平均长度较对照样降低了48.64%,抗张指数较对照样下降了23.23%;内切纤维素酶和木聚糖酶对漂白针叶木浆的影响都比较小,改性处理后WRV和Zeta电位绝对值逐渐降低,但纤维表面亲水性增加,手抄片抗张指数也有所增加。对于造纸工业而言,内切纤维素酶的改性效果较好,当其用量为5.0 U/g时,纤维表面亲水性增加,有利于对纤维进行打浆处理,同时手抄片抗张指数增加到22.04 N·m/g,较改性处理前增加了20.77%。     

杨木微/纳纤丝的制备与表征

木材纤维是可再生的天然有机物,用它制备"纳米粒子"作为复合材料增强相,可提高其附加值,扩大使用途径.以杨木纤维为原料,采用高压均质仪制备微/纳纤丝.利用激光粒度分析仪、扫描电子显微和X射线衍射仪对制备的杨木微/纳纤丝进行分析表征,结果表明,当均质处理条件为纤维悬浮液浓度为0.5%、均质压力为80 MPa、循环次数为40次时,杨木微/纳纤丝粒径分布在160 nm到10μm之间,单位体积表面积为83 787.01 cm2/cm3.     

蒸汽爆破尾叶桉木材的化学组分及纤维素酶水解工艺

采用蒸汽爆破技术处理尾叶桉木材，研究蒸汽爆破对其主化学成分的影响，以及爆破材料用纤维素酶水解的工艺，确定了水解糖化条件：温度50qC，pH值4．8，酶用量25FPIU／g底物，底物浓度2％。结果表明，蒸汽爆破过程溶解出一定量的半纤维素和木质素，而纤维素基本不受损失，有利于提高酶解率；爆破前用硫酸预处理，木质素脱除率和木聚糖分解率在同样的爆破压力下比未用硫酸预处理的高。在最优的水解条件下，硫酸预处理，2．2MPa爆破的尾叶按木材多糖水解率达到82．43％，比未用硫酸预处理的提高36．86％。     

打浆-高压均质法制备与调控多尺度纤维素微纳米纤丝

采用打浆-高压均质法以漂白针叶浆为原料,制备了纤维素微纳米纤丝(CMF)。研究了打浆过程中纸浆纤维特性的变化,均质工艺对CMF微纤丝形态和尺度的影响规律。研究结果表明:打浆可有效降低纤维的长度、促进纤维细纤维化,通过控制打浆时间(0～240 min),可将纤维的加拿大游离度(CSF)调控在800 mL到0 mL之间、纤维长度对应2.3 mm和0.43 mm之间。随着高压均质次数、压力和纤维质量浓度的增加,机械作用力增强,微纤丝化作用加大,CMF的宽度下降,其宽度分布趋于集中。通过控制均质次数(1～20次)、压力(50～110 MPa)和纤维质量浓度(0.1%～0.5%)的变化,可制备宽度为134～406 nm之间的多尺度CMF。打浆-高压均质法可作为环境友好的多尺度CMF制备方法。     

废瓦楞纸纤维素酶解条件及酶解时纤维结构的变化

研究了酶解条件对废瓦楞纸纤维素酶水解产葡萄糖的影响、酶解时的纤维结晶度与微观结构的变化。结果表明,在最优的酶解条件下,即温度50℃、pH值4.8、酶剂量80 FPU/g(以底物计)、底物质量浓度100 g/L,水解36 h后,水解液中葡萄糖质量浓度达53.8 g/L,纤维素水解率76.9%。结晶度分析表明,纤维素酶解分为两个阶段:首先主要水解无定形区,结晶度上升;然后同时水解无定型区和结晶区,结晶度基本维持稳定。扫描电镜观察显示,酶解时纤维出现层层的"剥皮"、断裂并出现中空,结构完全被破坏。     

低聚木糖生产废渣纤维素酶诱导和水解特性的研究

研究了生产低聚木糖(XOS)所得的废渣对里氏木霉纤维素酶合成的诱导作用和纤维素酶水解特性.废渣对里氏木霉合成纤维素酶的诱导作用较差,而纤维素酶水解性能优异.里氏木霉以含纤维素15 g/L的废渣为碳源合成纤维素酶,滤纸酶活为0.48 FPIU/mL,酶产率为6.67 FPIU/(L·h),酶得率为每克纤维素32.00 FPIU,而在相同条件下以玉米芯为碳源时滤纸酶活为3.20 FPIU/mL、酶产率19.00 FPIU/(L·h)和酶得率每克纤维素213.33 FPIU.质量浓度为20 g/L的废渣在酶用量为每克纤维素10 FPIU条件下水解24 h,水解得率达92.8 %;底物废渣质量浓度为100 g/L时,48 h纤维素酶水解得率达到80.6 %.     

漂白竹浆疏水改性纳米纤丝化纤维素的制备和表征

纳米纤丝化纤维素(NFC)通过化学改性的方法可以赋予其特殊表面性质。研究以漂白竹浆为原料,采用机械(球磨机和高压均质机)和化学改性相结合的方法,制备改性纳米纤丝化纤维素(m-NFC)。在球磨中使用丁酰氯为酰基化试剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为分散剂,降低纤维尺寸的同时对纸浆纤维进行化学改性,再经高压均质机处理制备了取代度为2.07的m-NFC。利用激光粒度分析仪、原子力显微镜(AFM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)对m-NFC的结构和形态进行表征。均质20次最高压力80 MPa制备的mNFC微纤丝长度为316.9 nm,直径分布在25~80 nm范围内,强物理机械力作用改变了m-NFC的晶体结构。改性后的m-NFC在低极性溶剂丙酮中具有较好的分散稳定性。研究结果可为纳米纤丝化纤维素应用于疏水性生物基质材料制备提供依据。     

膜反应器中木聚糖的酶水解反应

以木聚糖为底物、木聚糖酶为催化剂，在木聚糖质量浓度为30．0g/L，操作压力16kPa，进料速度400mL/min，时间12h,pH值5．0，温度为48摄氏度的条件下研究了超滤膜反应器中木聚糖的酶水解反应。结果表明，木聚糖的酶水解总糖得率为60．10％，未水解木聚糖聚合度为10左右，碱溶对聚合度没有影响，未水解木聚糖重新水解，总糖得率为7．50％。     

阔叶材(山杨和速生杨)漂白浆和未漂浆水解降解及其产物性质的研究(英文)

本文研究了木素含量为0.2—1.2％的山杨和速生杨漂白浆和未漂浆的水解降解过程。研究结果表明,该过程与先前已研究过的其它种类的木浆具有相类似的特点,即水解过程存在两个明显的阶段(快速降解阶段和缓慢降解阶段),最终纤维素降解至“极限”聚合度。由不同原料用不同方法制成的不同种类的浆,其水解速度以递减的顺序排列为:山杨浆(漂白浆和未漂浆)→白桦浆→速生杨浆(漂白浆和未漂浆)→针叶材硫酸盐浆→针叶材亚硫酸盐浆(3.7×10~(-4)/分,1.7×10~(-4)/分→1.6×10~(-4)/分→1.3×10~(-4)/分,0.9×10~(-4)/分→1.2×10~(-4)/分,0.8×10~(-4)/分) 水解后纤维索达到“极限”聚合度,后者大小取决于原料种类。山杨硫酸未漂浆分别为206和135;氧碱法山杨浆为160;速生杨硫酸盐未漂浆和漂白浆分别为250和240。水解后试样呈白色粉末状,得率82～85％。试样以其吸水能力为显著特征。未经超声波分散作用的试样,其吸水值比原浆低(从未漂浆90～115％和漂白浆75～95％降至70～80％)。反之,于水中经超声波分散作用后,试样的吸水值急剧增大(山杨微晶纤维素为160％,速生杨微晶纤维素为260％),接近于桦木浆和棉浆微晶纤维素的水平。对原浆纤维和微晶纤维颗粒形状和大小进行了显微观测。测得的数量分布微分曲线表明,在酸水解     

玉米秸秆稀酸预处理的研究

研究了玉米秸秆稀酸预处理条件对木糖得率和纤维素酶水解性能的影响.在单因素试验的基础上,用正交试验法对稀酸预处理条件进行优化.在固液比1∶10、硫酸质量分数0.75%、温度150℃条件下处理30min,木糖得率最大为85.64%.100g玉米秸秆经稀酸预处理和纤维素酶水解后,可得到最大总糖量49.74g.分析结果表明,木糖得率最大影响因素为酸浓,酶解得率最大影响因素是温度.温度对综合指标的影响极显著,酸浓影响显著,时间影响不显著.预处理破坏了玉米秸秆的纤维素结构.     

基于高底物浓度的纤维素酶三段水解桑木粉得率与形貌分析

为改善高底物浓度酶水解过程中产物抑制问题,采用三段酶水解方法,通过在水解过程中及时移除反应产物纤维二糖和葡萄糖,降低产物抑制作用,增加酶反应速率,从而提高酶水解得率、缩短酶反应时间。与原料和经NaOH预处理的桑木比较,NaOH-Fenton预处理后的桑木中木聚糖含量明显降低,纤维素含量相对增加,木质素含量变化较小。无论是一段水解还是三段水解,纤维素酶水解得率均随底物质量浓度的升高而下降。在0.30 g/m L(m/V)底物质量浓度下,当酶用量增加为40 U/g(以纤维素质量计)时,三段(10+10+10)h酶水解得率74.16%,比一段水解72 h得率45.61%增长了62.60%,并且水解时间缩短了42 h。该研究结果对提高纤维素酶水解得率、降低纤维资源制取燃料乙醇成本具有指导意义。     

亚硫酸盐蔗渣浆的纤维素酶水解及其机理研究

研究了影响纤维素酶水解亚硫酸盐蔗渣浆的一些影响因素,采用离子色谱、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和原子力显微镜(AFM)对水解液成分、纤维素超分子结构及纤维形态的变化进行了分析。结果表明,在最适条件下,未漂浆和漂白浆的水解得率分别为74.89%和70.67%,漂白浆的水解得率低于未漂浆。水解产生的纤维二糖的质量浓度随反应进行逐渐降低,其中未漂浆的纤维二糖质量浓度由6 h时的7.95 g/L降到了72 h时的2.44 g/L,漂白浆的纤维二糖质量浓度由6 h时的6.59 g/L降到了72 h时的3.11 g/L。酶解使纤维素结晶度升高,但没有改变晶型。     

低品质纤维制备微纤化纤维素的研究

以造纸浆渣作为原材料,用高碘酸钠氧化法制备二醛基纤维素(DAC),并利用响应面法优化了DAC的制备工艺,最后对二醛基纤维素进行高压均质化处理得到了微纤化纤维素(MFC)。实验结果表明:在反应温度48℃,氧化剂用量50%,反应时间176 min的最优工艺条件下制备的DAC醛基达到947.38μmol/g。高压均质处理60 min得到的MFC平均粒径为532 nm,结晶度为27.13%,仍然保留有纤维素的基本结构,但热稳定性有所降低。在纸浆中添加5%的MFC可使纸页的抗张强度和耐破指数分别提高了81.40%和47.41%,透气度下降约50%,不透明度稍有提高。     

蒸汽爆破预处理对杜仲皮活性成分和杜仲胶提取的影响

对杜仲皮先进行蒸汽爆破预处理,然后利用纤维素酶对预处理杜仲皮进行水解提取活性成分及杜仲胶。考察了蒸汽爆破预处理条件对杜仲皮中活性成分及杜仲胶得率和杜仲胶相对分子质量的影响。研究结果显示:乙醇超声波提取未预处理杜仲皮中活性成分的较优条件为:1 g杜仲皮粉末,以乙醇为溶剂,乙醇体积分数40%,料液比1∶10(g∶mL),超声功率200 W,提取温度40℃,提取40 min。在此条件下,以蒸汽爆破预处理杜仲皮为原料,当预处理蒸汽压力为3.25 MPa、预处理时间为1 min时,乙醇超声波提取黄酮和绿原酸的得率分别为26.83和1.22 mg/g,纤维素酶水解提取黄酮和绿原酸的得率分别为19.17和0.93 mg/g。预处理后的杜仲皮经酶解后固体残渣可用于提取杜仲胶,当预处理压力为0.52 MPa、预处理时间为15 min时,杜仲胶得率可达5.92%,其M_w和M_n分别为28.39×10~4和6.45×10~4。     

漆酶-介体系统处理麦草化学浆全无氯漂白性能的研究

采用漆酶－介体系统对麦草化学浆进行预处理，研究了几种全无氯漂白（TCF漂白）[氧碱脱木质素配合两段过氧化氢漂白（OEPP），两段过氧化氢漂白（QPP）和过乙酸配合一段过氧化氢漂白(PaP)]对漆酶处理后纸浆漂白性能的作用，结果表明，麦草浆经过漆酶预处理后，白度上升了12．9个白度单位（%,ISO)，漆酶处理浆氧碱脱木质素配合过氧化氢漂白后比原浆在相同条件下漂白后白度高14个白度单位以上，经两段过氧化氢漂白后白度比原浆在相同条件下（过氧化氢用量4％）漂白后白度高18．3个白度单位，经过乙酸过氧化氢漂白后比原浆在相同条件下漂白后白度高8．1个白度单位。漆酶处理浆漂白后强度比原浆漂白后的低，但是其白度高，如漂至相同的白度可以节约大量漂剂，有利于改善浆的质量，降低漂白废水的污染负荷。     

纤维素酶系组成对二次纤维形态与表面结构的影响

用不同滤纸酶活力和羧甲基纤维素酶活力比(F／C)值的纤维素酶系处理轻量涂布纸二次纤维，研究了纤维素酶系组成对二次纤维性能的影响。随着F／C值从0增到2．5，长度小于0．2mm的纤维分布密度由23．55％降低到17．50％。纤维加权平均长度由1．067mm增加到1．168mm，纤维的卷曲系数由0．103下降到0．087；纤维的扭结强度由0．78个／mm增加到0．84个／mm。随着F／C值的增加，纤维素酶系外切酶的酶解作用增强，细小组分逐渐减少，二次纤维平均长度呈上升趋势，卷曲程度下降，有利于浆料滤水性能的改善，但纤维扭结强度上升对单根纤维强度和纸张强度产生不利影响。     

蒸汽爆破玉米秸秆的分段酶水解

以蒸汽爆破预处理的玉米秸秆为原料,探讨了分段酶水解和超滤回用β-葡萄糖苷酶的工艺对水解效果的影响。结果显示:三段酶解过程中由于反应产物纤维二糖和葡萄糖的及时移除,使产物对纤维素酶的抑制作用大大降低,提高了纤维素酶水解得率和纤维二糖转化为葡萄糖的效率,并且缩短反应时间。与一段酶水解工艺相比,(6+6+12)h三段酶水解蒸汽爆破玉米秸秆使纤维素水解得率从62.83%提高到70.16%,并且水解时间从72 h减少到24 h。蒸汽爆破玉米秸秆由23%的结晶区和77%的无定形区组成,经纤维素酶(6+6+12)h三段水解后,水解残渣在衍射角2θ为16°和22°处的两个衍射峰变得更加突出,衍射强度有所增强。用截留分子质量为30 ku的超滤膜回收水解液中的β-葡萄糖苷酶并进行下一轮酶解,回用第一轮β-葡萄糖苷酶的回收率为98.87%,葡萄糖的得率为92.71%;回用至第八轮β-葡萄糖苷酶的回收率为95.25%,葡萄糖的得率为90.87%。     

炭化条件对竹原纤维炭孔隙结构的影响分析

为研究炭化竹原纤维的特性,进一步提升竹原纤维的使用性能,拓宽竹原纤维的应用领域,采用可控电炉制备了不同炭化温度和不同保温时间条件下的炭化竹原纤维,利用全自动比表面积及孔隙度分析仪测试了炭化竹原纤维的比表面积、比孔容及平均孔径,探讨了炭化条件对其性能的影响。结果表明：随炭化温度的升高和保温时间的延长,炭化竹原纤维的比表面积、比孔容和孔径分布先增大后减小,在较优的工艺条件下,炭化竹原纤维的比表面积和比孔容最大值分别可达819.35m2/g和0.7358cm3/g,平均孔径最小可达2.0836nm。