稀硫酸预处理高丹草秸秆条件的优化研究

预处理是利用生物质原料制备燃料乙醇的工艺过程中至关重要的一步,文章以高丹草秸秆为主要研究对象,对稀硫酸预处理高丹草秸秆优化工艺进行了研究,在研究温度、时间、稀硫酸质量分数和固液质量比4个单因素对预处理效果影响的基础上,采用正交试验对稀硫酸预处理高丹草秸秆工艺条件进行优化,确定了稀硫酸最佳预处理工艺条件为水解温度120℃,水解时间2h,稀硫酸质量分数1.5%,固液质量比1:10,在此条件下,预处理水解液还原糖得率32.59%,糠醛得率为0.45%。     

棉花秸秆超声波碱预处理研究

为了缓解能源危机,充分利用棉花秸秆制备燃料乙醇,采用超声波辅助碱处理方法对棉花秸秆进行预处理.通过单因素试验和Box-Behnken试验,分析超声波辅助碱预处理因素对处理效果的影响规律,建立预处理时间、氢氧化钠浓度、液固比与纤维素、木质素含量之间的回归关系,据以优化工艺条件.结果表明,所建回归模型显著,具有预测意义.各因素对棉花秸秆预处理效果影响主次顺序为处理时间＞氢氧化钠浓度＞液固比,超声波辅助碱预处理棉花秸秆的优化条件为超声波功率420W、氢氧化钠浓度3.5％、处理时间90 min、液固比21:1,处理后秸秆中纤维素含量达58.02％,比原秸秆提高了45.60％.处理前后棉花秸秆结构SEM观察,显示超声波辅助碱预处理可以溶出大量半纤维素和部分木质素,并且有效打破木质纤维素的结晶结构,具有显著效果.     

芦竹秸秆温和碱氧化预处理条件优化

通过单因素试验和响应面试验对芦竹秸秆的碱预处理条件进行了优化.结果表明预处理最优条件为:处理温度为64℃,处理时间为26.5h,固液比为1∶22.2,氢氧化钠质量分数为1.24%,此条件下芦竹秸秆的失重率、纤维素、半纤维素、木质素的保留率分别为33.37%,97.77%,45.53%,26.73%.经过预处理芦竹秸秆,在最优条件预处理下水解产率为77.76%,比未处理秸秆的还原糖产量高0.66g/g.     

氢氧化钠预处理和酶解牛粪纤维素工艺条件优化

对氢氧化钠预处理牛粪中纤维素的工艺条件进行了优化研究,各因素较优的水平组合为处理温度95℃、时间3 h、碱浓度3%、固液比1∶12.5。氢氧化钠预处理后,纤维素在总体中所占比例有较大提高,而半纤维素和木质素则有所降低。之后经纤维素酶处理,各因素较优的水平组合为温度55℃、酶液浓度10g/L、底物浓度25 g/L、pH值4.4。     

玉米秸秆制备乙醇预处理及水解工艺的研究

以玉米秸秆为原料,利用2%NaOH溶液对原料进行预处理,并研究预处理温度、时间、秸秆粒度对纤维素、半纤维素、木质素的含量以及脱除率的影响。结果表明,当温度为100℃、时间为4 h、粒度为16目时,半纤维素和木质素的脱降率达90.6%和86.4%,纤维素含量达53%。采用浓硫酸法对预处理后的秸秆进行水解工艺研究,在比较了液固比、时间、温度、酸浓度等单因素影响后,采用正交试验进行优化,得到最佳水解工艺的条件:温度为50℃、时间为10 min、硫酸浓度为72%、液固比为10 mL∶1 g。     

氨水低温冻融联合预处理对高粱 秸秆酶解产糖的影响

【目的】降低预处理成本、提高秸秆预处理后的酶解效果,模拟自然界低温环境并结合氨水对高粱秸秆进行预处理。【方法】通过单因素试验分别探究氨水低温冻融预处理中浸泡液的液固质量比、冷冻温度、冷冻时长、氨水质量分数对高粱秸秆酶解的影响,采用正交试验对预处理条件进行优化,对预处理前后高粱秸秆的成分采用范式法测定,物理化学结构用红外光谱和X射线衍射分析。【结果】单因素试验中,浸泡液的液固质量比、冷冻温度、冷冻时长和氨水质量分数在不同水平下均显著提高了高粱秸秆酶解还原糖的产量(P0.05)。正交试验最优预处理条件为浸泡液的液固质量比12,冷冻时长12 h,冷冻温度-10℃,氨水质量分数8%。相较于未进行预处理的秸秆,氨水低温冻融处理的秸秆半纤维素含量下降42.42%;木质素含量下降50.76%;秸秆的还原糖产量为302.87 mg·g-1,较未预处理组提高了80.34%;纤维素结晶度提高了57.02%。【结论】氨水低温冻融预处理能有效破坏高粱秸秆木质纤维素间原有的连接结构,溶解半纤维素,木质素的单体和聚合结构被破坏,提高了高粱秸秆的酶解还原糖得率以及纤维素结晶度。     

碱-酶脱牛皮、牛蹄毛工艺条件优化

【目的】为了探索食用级牛皮脱毛方法.【方法】采用碱-酶联合方法,以碱液浓度、碱发时间、酶解时间、酶解温度、酶液pH、酶添加量为研究因素,在单因素基础上,试验应用Plackett-Burman设计、响应面设计针对牛皮、牛蹄脱毛进行工艺参数优化,并建立二次回归方程.【结果】最佳脱毛工艺参数为:碱液浓度为6%,碱发时间为23h,碱性蛋白酶添加量为0.3%,酶解温度为53℃,酶液pH为10.2,酶解时间为3h.【结论】最佳脱毛参数条件下的牛蹄脱毛率为92.51%,牛皮脱毛率为94.01%,碱-酶联合脱毛的方法对于食用级脱毛具有一定应用价值.     

响应面优化超声辅助醇碱法提取厚朴总酚的工艺条件

【目的】优化醇碱法提取厚朴总酚(和厚朴酚、厚朴酚)的工艺条件。【方法】以和厚朴酚、厚朴酚、厚朴总酚得率为指标,考察乙醇浓度、碱浓度、料液比、超声时间对提取效率的影响,采用响应面法分析各因素的影响程度和各因素间的相互作用。【结果】建立的二次回归方程与试验数据拟合度高、预测性好,和厚朴酚、厚朴酚、厚朴总酚的R2分别为0.940 2、0.962 6、0.960 6。经响应面分析,在超声强度150W下,提取厚朴的最佳条件为乙醇浓度56%、碱浓度0.8%、料液比1∶36、超声时间29min,在此条件下和厚朴酚、厚朴酚、厚朴总酚得率分别为1.95、9.80、11.75mg/g。【结论】所建立的回归方程对厚朴提取条件的优化是可行的,优选出的最佳工艺具有提取得率高、时间短、耗能少等优点。     

用于乙醇生产的‘热研4号’王草石灰预处理条件优化研究

【目的】提高‘热研4号’王草Pennisetum purpureum×P.americanum cv.Reyan No.4生产乙醇的转化率.【方法】采用石灰进行预处理,对时间、温度、石灰用量、固液比4个因素进行单因素和正交优化试验分析.【结果和结论】最优预处理条件为:时间3 h,温度125℃,原料的石灰用量0.15 g·g-1,固液比(m∶V)1∶12(g·mL-1).此时‘热研4号’王草的干基失质量率、木质素移除率、半纤维素移除率和纤维素移除率分别为28.1%、65.4%、37.5%和6.1%.预处理的‘热研4号’王草经酶解后,半纤维素、纤维素和总酶解得率分别为43.5%、85.7%和55.2%,比未经处理的酶解得率分别提高了18.1、4.5和4.4倍.此外,影响酶解得率的主要因素是预处理时间和温度,其次是石灰用量和固液比.     

超声波辅助碱性双氧水法提取甘蔗渣纤维素

【目的】探讨超声波对甘蔗渣纤维素提取工艺和纤维素含量的影响,并优化甘蔗渣纤维素处理工艺。【方法】以甘蔗渣为原料,通过对超声波辅助碱性双氧水法处理纤维素工艺的研究,确定超声波条件下甘蔗渣纤维素提取的最佳工艺条件,并用倒置显微镜研究超声波处理对甘蔗渣纤维形态结构的影响。【结果】最优工艺参数为：超声波处理时间70 min、超声功率200 W、反应温度80℃、0.7% H2O2和6% NaOH的混合溶液,甘蔗渣纤维素含量在87.54%以上;与无超声辅助相比,纤维素含量提高了8.69%。【结论】利用超声辅助碱性双氧水法预处理甘蔗渣,能够提高蔗渣纤维对试剂的可及度和反应性能,极大缩短反应时间,提高反应效率。     

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。     

超声波辅助碱性双氧水法提取甘蔗渣纤维素最优工艺探讨

【目的】探讨超声波对甘蔗渣纤维素提取工艺和纤维素含量的影响,并优化甘蔗渣纤维素处理工艺。【方法】以甘蔗渣为原料,通过对超声波辅助碱性双氧水法处理纤维素工艺的研究,确定超声波条件下甘蔗渣纤维素提取的最佳工艺条件,并用倒置显微镜研究超声波处理对甘蔗渣纤维形态结构的影响。【结果】最优工艺参数为：超声波处理时间70min、超声功率200W、反应温度80℃、0.7%H2O2和6%NaOH的混合溶液,甘蔗渣纤维素含量在87.54%以上;与无超声辅助相比,纤维素含量提高了8.69%。【结论】利用超声辅助碱性双氧水法预处理甘蔗渣,能够提高蔗渣纤维对试剂的可及度和反应性能,极大缩短反应时间,提高反应效率。     

柚皮中柚皮苷的超声波辅助提取条件研究

【目的】探讨超声波辅助提取柚皮中柚皮苷的优化工艺条件。【方法】通过单因素试验考察了提取温度、提取时间、固液比、乙醇体积分数及提取功率5个因素对柚皮苷提取率的影响,并在此基础上用正交试验进行工艺参数的优化。【结果】当提取时间为1 h时,超声波辅助提取柚皮苷的较优工艺条件为:提取温度50℃,固液比1∶30,乙醇体积分数50%,提取功率25 W。【结论】在试验所得优化工艺条件下柚皮苷提取率为5.437%。     

稀酸预处理棉花秸秆糖化工艺条件的研究

对稀硫酸预处理棉花秸秆的糖化条件进行了研究,考察了水解温度、稀硫酸浓度、秸秆粉碎粒度、固液比等因素对棉花秸秆水解产物还原糖的影响,通过正交试验确定最优的水解工艺条件为:硫酸浓度为2.5;,水解温度 110℃,水解时间4 h,未筛分秸秆,固液比1∶12,秸秆水解率为29.61;.     

碱预处理泥炭的条件优化

[目的]研究提高泥炭的生物可降解性预处理途径,为实现泥炭的高值转化提供参考依据.[方法]采用碱对泥炭进行预处理,DNS法测定泥炭处理液中的还原糖含量,通过单因素和正交试验考察碱浓度、处理温度、处理时间、固液质量比4个因素对碱预处理泥炭效果的影响,确定最佳预处理条件;同时对比预处理前后泥炭有机质组分的变化.[结果]碱预处理泥炭的最佳条件:在碱浓度4.5%、固液质量比1:12、处理温度90℃的条件下处理140 min,泥炭还原糖产出率为2.33%.碱预处理泥炭能够降解1.22%(绝对值,下同)纤维素、0.56%半纤维素和3.27%木质素,增加可溶性物质12.15%.[结论]优化后的碱预处理条件能部分降解泥炭的纤维素、半纤维素和木质素,增加可溶性物质含量,可在实际生产中推广应用.     

碱和蒸汽高压对小麦秸秆中粗纤维降解率的影响

为降低小麦秸秆中木质素的含量,提高半纤维素和纤维素的利用率,应用氢氧化钠和蒸汽高压联合处理小麦秸秆。首先采用单因素试验研究氢氧化钠质量浓度、固液比和处理时间对降解木质素效果的影响,然后通过正交试验研究降解木质素的最佳处理条件。结果表明,降解木质素的最佳条件为:氢氧化钠质量浓度11.67 mg/m L、固液比1∶9.0(w/V)、121℃(0.15 MPa)处理45 min。在此条件下,半纤维素、纤维素、木质素降解率分别达到78.07%、14.11%、80.33%。     

BP神经网络结合正交试验优化海南‘罗非鱼’鱼皮提取胶原蛋白工艺

【目的】正交试验和BP神经网络模型优化鱼皮胶原蛋白提取工艺.【方法】通过层次分析法(AHP)确定海南‘罗非鱼’鱼皮前处理工艺.采用酶提取法提取胶原蛋白,以胶原蛋白提取率为评价指标,正交试验设计考察NaCl浓度、乙酸浓度、提取时间及固液比对提取的影响,筛选最佳提取工艺.正交试验数据作为反向传播神经网络输入,对主要影响因素进行仿真优化.【结果】优化得到的提取工艺条件为NaCl浓度2 mol/L,乙酸浓度0.2mol/L,提取时间24h,固液比1∶20(V/V),检验样本的网络预测值和实际测量值相对误差为5%.【结论】BP神经网络结合正交试验不需要增加试验次数,就能分析酶提取胶原蛋白影响因素的变化规律,找到最佳参数.     

五味子种子木脂素超声提取工艺的优化

【目的】研究乙醇体积分数、超声时间、液固比及其交互作用对五味子种子木脂素提取率的影响,并优化其提取工艺。【方法】以木脂素提取率为考察指标,选取乙醇体积分数、超声波提取时间和液固比为因素,进行单因素试验;然后在单因素试验基础上确定因素和水平进行中心组合设计试验,应用SAS 9.1软件和响应面分析相结合的方法,模拟木脂素提取率回归方程的预测模型,验证优化得到的最佳提取条件。【结果】五味子种子木脂素的优化提取工艺为:乙醇体积分数73%,超声时间32min,液固比299mL/g。在此条件下,经过多次验证试验,发现木脂素提取率为2.47%,与理论值(2.59%)十分接近。【结论】利用中心组合设计试验优化获得了五味子种子木脂素的超声提取工艺,为其工业化提取提供了参考。     

富硒大米硒蛋白提取方法研究

【目的】优选富硒大米,研究提取分离硒蛋白的最佳生产工艺条件,为提高硒蛋白资源的开发利用提供参考。【方法】采用碱提法提取硒蛋白,正交试验法优化大米硒蛋白的提取条件,采用考马斯亮蓝G-250试剂结合法测定蛋白含量,原子荧光法测定硒含量。以含硒蛋白质及硒得率为指标,研究影响富硒大米中含硒蛋白质提取的因素。【结果】影响富硒大米含硒蛋白提取率的主次因素为:Na OH浓度料液比温度时间。富硒大米含硒蛋白提取的最佳工艺条件为提取温度50℃,碱液浓度0.14mol/L,提取时间5 h,料液比1∶30,此条件下硒蛋白提取率为57.11%。【结论】采用正交试验法优化的碱提工艺可有效提高硒蛋白提取率,优化的工艺参数可在实际生产中推广应用。     

高丹草10个重要性状的QTL定位分析

【目的】确定高丹草茎叶比、分蘖数等9个重要农艺性状及氢氰酸含量的QTL位点,为深入开展高丹草分子标记辅助育种等研究提供依据。【方法】以散穗高粱、红壳苏丹草及高丹草F2群体为材料,在已构建的高丹草高密度分子连锁遗传图谱上,采用多MQM模型法对氢氰酸含量、株高、茎粗、叶片数、叶长、叶宽、茎叶比、穗长、单株干质量、分蘖数10个性状进行QTL定位分析。【结果】高丹草F2群体的10个性状测量值呈正态分布,均可用于QTL分析;控制10个性状的QTL有24个,分布在除连锁群LGⅨ外的其余9个连锁群上,遗传贡献率变幅为6.1%~43.6%。在24个QTL中,控制氢氰酸含量的QTL有2个,控制叶片数、分蘖数和单株干质量的QTL各有1个,控制茎粗、叶长、叶宽、穗长、茎叶比的QTL各有3个,控制株高的QTL有4个。【结论】在已构建的高丹草高密度分子连锁遗传图谱上,定位出氢氰酸含量及株高、茎粗等10个性状的24个QTL。