木质纤维素分级处理工艺

将高温稀酸水解同乙醇萃取相耦连,对麦草中的3种主要木质纤维素组分纤维素、半纤维素、木质素进行分级分离.结果表明,细粉后的麦草在140℃、H2SO4体积分数0.5%、固液比1:20(W/V)的条件下处理10 min.麦草中的半纤维素含量由原来的34.6%降到4.34%.半纤维素水解木糖得率高达74.1%,固体残渣回收率为65.3%.此条件下处理后的固体残渣进行乙醇萃取分离木质素,最佳萃取条件为温度180℃、乙醇体积分数40%(含0.3%NaOH)、固液比1:50(W/V)、保温时间30 min,粗木质素得率高达89.5%.经以上两步分段处理后的粗纤维素疏松质软,回收率达到83.2%.     

沙柳材中纤维素和半纤维的分离及性能表征

利用化学试剂分离出了沙柳材的主要化学成分纤维素、半纤维素。通过对纤维素和半纤维素进行分析红外光谱分析发现其中的酯基和羰基减弱,沙柳纤维素中不再含有芳香环类的物质,并且结晶度相对值明显增大,沙柳纤维素是典型的纤维素Ⅰ。热重分析发现纤维素的热解温度比较集中,热解失重率比较高。由于沙柳半纤维素支链较多,存在聚半乳糖、阿拉伯糖、木糖、葡聚糖或果胶质多糖造成热解温度比较分散,热解失重率比较低。     

碱分级分离毛竹竹竿半纤维素及其结构表征

以3月龄毛竹为原料,采用碱分级分离法从竹竿中分离提取半纤维素,采用化学方法和仪器分析法相结合研究了半纤维素的结构特点,并采用热重分析法(TGA)研究了半纤维素的热解特性.结果表明,半纤维素中主要单糖为D-木糖,其次是阿拉伯糖(主要成分)、D-半乳糖、甘露糖、葡萄糖和少量核糖.由1→4糖苷键连接的β-D-吡喃木糖构成主链,α-L-阿拉伯糖作为支链连接在主链的C-2或C-3位,葡萄糖醛酸以4-O-甲基的形式连接在主链的C-2位上.半纤维素热解分为3个阶段,主热解主要发生在180～400℃,最大质量损失速率发生在250～300℃,支链越多,热稳定性越差,残留木素越多,残渣率越高.     

超声波辅助碱法提取大米草半纤维素

[目的]研究超声波碱法提取大米草半纤维素的最佳提取条件。[方法]采用L9(34)正交试验,考察了NaOH质量分数、超声时间、浸提温度、H2O2体积分数对大米草半纤维素提取得率的影响,优选出最佳提取工艺。[结果]最佳提取条件:NaOH质量分数4%、超声时间15 min、浸提温度65℃、H2O2体积分数2%,半纤维素提取得率为24.16%。[结论]该工艺条件可为工业生产提供参考数据。     

龙竹半纤维素的提取分离及结构表征

龙竹竹粉经脱蜡及脱淀粉后,再经亚氯酸钠脱木素制得综纤维素,进一步用二甲亚砜(DMSO)以及KOH溶液提取,经乙醇沉淀后制得半纤维素H1和H2,得率分别为18.7%和39.8%。对半纤维素组分H1和H2进行糖分析、红外光谱以及核磁共振分析。结果表明,龙竹半纤维素为乙酰化的L-阿拉伯糖基-4-O-甲基葡萄糖醛酸木聚糖,其中阿拉伯糖连接在木聚糖主链的C-3位,4-O-甲基葡萄糖醛酸连接在木聚糖主链的C-2位,而乙酰基连接在木聚糖主链的C-2位或C-3位。     

复合溶剂预处理对葵花秆木质素去除率和结构的影响

采用NaOH、乙醇复合溶剂对葵花秆进行预处理,通过单因素试验研究了反应时间、温度、固液比、溶剂质量分数及复合溶剂比例对葵花秆木质素去除率的影响,然后利用正交试验法对预处理条件进行优化,得到最佳预处理条件为温度170℃,2%NaOH和70%乙醇的复合溶剂体积比为2∶1,固液比1∶25(g∶m L),反应时间1 h,该条件下木质素去除率为53.75%。酶解试验表明,木质素去除率越高,葡萄糖产率越高。最后通过红外光谱、扫描电镜对预处理前后的葵花秆进行结构分析,发现预处理后的葵花秆结构遭到破坏,出现不规则的裂痕,木质素与半纤维素之间的结构被破坏,暴露出更多的纤维素和半纤维素。     

稀硫酸预处理对杂交狼尾草木质纤维素化学组分和表征结构的影响

【目的】 研究稀硫酸预处理下,酸浓度、固液比、处理时间及温度对杂交狼尾草木质纤维素降解效率的影响,分析稀硫酸对木质纤维素降解的作用机理,并筛选最佳预处理工艺。【方法】 以杂交狼尾草为研究对象,以H₂SO₄浓度（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）、固液比（1﹕6、1﹕8、1﹕10、1﹕12、1﹕14）、时间（15、30、45、60、90 min）和温度（80、100、110、120、125℃）4个单因素进行试验,每个因素取5个水平,3次重复,分析单因素对固体分解率、纤维素降解率、半纤维素降解率、木质素脱除率及水解糖的影响。在单因素试验基础上,采用4因素2水平的L₈（2⁴）正交试验确定主要影响因素,并对最佳工艺条件预处理下的杂交狼尾草进行SEM分析和XRD分析。【结果】 单因素试验结果表明,各因素下半纤维素降解率均高于木质素降解率。其中,硫酸浓度的增加使纤维素和半纤维素的降解率增加,木质素脱除率降低;由纤维素水解产生的葡萄糖产量也随着浓度的增加而增加,但木糖含量逐渐降低;低浓度的硫酸（0.5%—1.5%）促进杂交狼尾草固体物质降解消化,继续增加硫酸浓度（>1.5%）杂交狼尾草的固体降解无显著变化。固液比对各指标的影响差异较小,固液比增加至1﹕10时,固体分解率、半纤维素和木质素脱除均达到最大。预处理时间的长短对固体分解率、半纤维素和木质素的降解影响不明显,但促进半纤维素降解和葡萄糖生成。温度对固体分解率、纤维素、半纤维素和木质素的降解及水解糖产量的影响效果明显,100℃是重要的临界温度,有效降解木质纤维素需要温度达100℃以上。正交试验结果表明,影响半纤维素降解的因素依次为：温度-浓度-时间-固液比。稀硫酸预处理后杂交狼尾草木质纤维素结构塌陷,非纤维物质被显著脱除,纤维束裸露（SEM）;纤维素结晶聚合度增加（XRD）。【结论】 稀硫酸预处理杂交狼尾草主要降解半纤维素,对木质素的降解效果较差。温度是最主要的影响因素,其次为酸浓度。4 因素影响下的最佳工艺条件为：浓度1.5%,固液比1﹕6,时间15 min,温度120℃。     

高温水热处理对马尾松木材化学成分的影响

采用NREL法对纤维素、半纤维素、酸不溶木质素含量进行测定,在高温水热处理的条件下对马尾松化学成分进行分析。结果表明:纤维素在160℃后开始分解,在200℃时其含量降幅最大;半纤维素由于其分支结构和无定型组织使其热稳定差,140℃即开始分解;酸不溶木质素含量随水解时间的延长略有增加;高温水热处理工艺中温度和时间均是影响三大素含量的显著因素,温度的影响更显著。     

一株地衣芽孢杆菌对稻草降解作用的研究

通过测定发酵过程中发酵液的纤维素酶活、半纤维素酶活、可溶性总糖和还原糖浓度以及底物残渣重、残渣结晶度、傅立叶红外光谱和表面结构的变化来研究地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)对稻草的降解作用.研究发现,在发酵过程中地衣芽孢杆菌菌体产酶过程也就是木质纤维素的降解糖化过程.上清液中的纤维素酶活和半纤维素酶活分别在发酵进行到第12 h和48 h时达到最高峰.总糖含量于第4 h达到最高值,然后下降到一定程度后保持恒定还原糖含量随发酵进行不断下降,达到一定值后保持恒定.该菌株对稻草长达5 d的降解过程中结晶度未发生明显变化.底物残渣傅立叶红外光谱分析表明,此菌株对稻草中各组分都有一定降解.稻草中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为14.91%、6.61%和1.42%.利用扫描电镜对底物残渣表面结构进行观察,可看到该菌株主要降解稻草的薄壁细胞,使其发生严重皱缩.     

玉米秸秆中木质素、半纤维素和纤维素的组分分离研究

针对分离植物茎秆中的木质素、半纤维素和纤维素需高温和高压处理的苛刻条件以及所得组分纯度和回收率均较低的缺陷,采用乙醇和硝酸相结合的方法对玉米秸秆在常压下进行预处理,经稀碱溶液蒸煮及过氧化氢处理,实现高效分离和回收木质素、半纤维素和纤维素组分的目的。正交试验确定的最佳条件为：固液比1∶14、硝酸与乙醇体积比1∶2、76℃下反应3 h,原料的木质素脱除率达76.3%,木质素回收率为44.5%;预处理后的原料以4% NaOH为溶剂、固液比1∶40、95℃下蒸煮2.5 h,其半纤维素脱除率98.8%,半纤维素回收率达66.0%（滤液∶乙醇1∶0.8、pH 7、沉淀2 h）;粗纤维素以2.5%H2O2为溶剂、固液比1∶30、pH 11.5、（46±1）℃下处理6 h,其纤维素纯度99.28%,回收率59.7%。该方法具有工艺条件温和及绿色环保等优势,为玉米秸秆的分级利用提供了一条新的途径。     

生物质基木质纤维复合膜的制备及性能

半纤维素是木质纤维的主要组分之一,但其潜在应用价值远没有得到开发和利用。以毛竹季铵盐半纤维素为原料与羧甲基纤维素通过流延法制备复合膜材料。FT-IR、XRD结果表明,复合膜制备中无新键形成,QH与CMC主要通过氢键和静电吸引结合;由SEM及AFM可知,复合膜表面光滑、结构致密,说明这两种高分子通过这种物理方式结合紧密;复合膜抗拉强度随着CMC的比例增加而增加,且最大值可达65.2MPa。通过UV-vis测试,复合膜透光率均高于80%。由于复合膜具有良好的力学性能和透光率,制备过程工艺简单,并且两种生物质大分子具有生物相容性,因此,复合膜可用于食品包装领域,并为生物质木质纤维的利用开拓新的途径。     

一株产乙醇嗜热厌氧油藏微生物Thermoanaerobacter sp DF3的性质研究(英文)

[目的]了解油藏微生物Thermoanaerobacter sp DF3的生理生化特性,优化木糖产乙醇培养方案。[方法]利用厌氧分离技术从大港油田油层采出液中分离到一株产乙醇厌氧杆菌DF3采用生理生化鉴定与16SrDNA序列的系统发育学分析其系统发育地位,用气相色谱分析其代谢产物。[结果]菌株DF3是一株严格厌氧的嗜热细菌,呈直杆状,G-,菌体大小为0.42μm×(1.60～5.20)μm,单生成对或成串生,产顶端芽孢;生长温度为45～78℃(最适65℃),能利用葡萄糖、木糖、果糖、核糖、甘露糖、阿拉伯糖、蔗糖、半乳糖、乳糖、纤维二糖、松三糖、棉子糖、淀粉等作为底物;其16SrRNA与T.pseudoethanolicus相似性为99.7%发酵葡萄糖与木糖的主要产物为乙醇,培养方案优化后其代谢木糖产乙醇终浓度为2.0g/L。[结论]通过试验证明菌株DF3是目前已知菌株中产乙醇活性较强的菌株之一,在65℃时代谢木糖能产生2.0g/L的乙醇目前代谢木糖高产乙醇的菌株均由国外分离获得,菌株DF3的分离获得为我国研究木质纤维素产乙醇提供了优良的出发菌株。     

红枣多糖提取工艺参数的优化及分子量的分布研究

以正交法优化了红枣多糖的热水浸提工艺参数,采用分级醇沉和分步醇沉的方法研究了红枣多糖分子量的分布。结果表明,热水浸提红枣多糖的最优工艺条件为料液比1∶15、温度100℃、时间6h、提取2次;在醇浓度小于80%时,多糖得率与醇浓度呈指数相关;乙醇浓度达80%时,可沉淀出大部分红枣多糖;分步醇沉试验结果表明,红枣多糖的分子量分布广泛,以60%和70%醇浓度沉淀出的中等分子量的多糖比例最多,低分子量和高分子量红枣多糖所占比例较少。     

葡萄糖对树干毕赤酵母发酵木糖的影响

对树干毕赤酵母Pichiastipitis间歇发酵和连续发酵木糖葡萄糖混合液进行了研究。结果表明,间歇发酵时葡萄糖对木糖发酵影响较小,当发酵液中葡萄糖质量浓度小于10．0g·L^-1时,树干毕赤酵母同步发酵利用葡萄糖和木糖。连续发酵木糖和葡萄糖时,葡萄糖对木糖发酵影响较大,以30．0g·L^-1葡萄糖和15．0g·L^-1木糖为发酵底物,当稀释率D=0．08h^-1时,木糖利用率为9．40％,乙醇质量浓度为12．55g·L^-1;当稀释率D=0．04h^-1时,木糖利用率达66．07％,乙醇质量浓度达16．93g·L^-1。图2表2参12     

固体碱催化剂CaO-人造沸石催化制备生物柴油的研究

制备了CaO-人造沸石固体碱催化剂,并将其用于酯交换反应制备生物柴油。按L25（56）设计了正交试验,并确定了制备生物柴油的最佳工艺条件为：催化剂焙烧温度为500℃,催化剂用量为原料油质量的4%,醇油摩尔比为9∶1,反应时间3.5 h,反应温度70℃,生物柴油产率可达98%;并运用了FT-IR、TG-DSC、XRD等手段对催化剂进行了表征。     

纤维素乙酰化改性研究

以棉纤维为原料,乙酸酐为共反应剂,浓硫酸为催化剂,在冰醋酸体系中对纤维素进行乙酰化改性制得纤维素乙酸酯;对反应温度、反应时间和催化剂用量与产物取代度(DS)的关系进行分析;对产物的官能团、微细构造和热稳定性采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA)等3种分析手段进行表征。结果表明,当反应温度为90℃,反应时间为4 h,催化剂用量为0.5%时,产物的DS最大;产物中存在大量酯基;与纤维素相比,由于乙酰基的存在,纤维素乙酸酯的结晶度有所下降且热稳定性增强。     

代谢木糖产乙醇酵母菌株的筛选研究

[目的]筛选代谢木糖产乙醇的酵母菌株。[方法]以木糖为唯一碳源,从自然环境中筛选了木糖利用酵母菌,并对筛得菌株进行了发酵性能的测试。[结果]共筛得4株菌株C4、C5、H5和M2,其中C4菌株24h发酵木糖为乙醇的效率最高（38％）,但M2茵株乙醇产量最高（0．438g／L）。由于酵母菌发酵木糖产乙醇随着发酵时间延长会消耗产物,导致原料转化率下降,因而发酵时间不宜过长。[结论]结合木糖转化率随发酵时间的变化趋势,以M2菌株的发酵性能最为优良。     

玉米秸秆木糖水解液的脱色研究

[目的]为玉米秸秆木糖水解液的生产提供科学依据。[方法]用活性炭对玉米秸秆木糖水解液进行脱色研究,通过正交试验确定玉米秸秆木糖水解液脱色的较优工艺参数。[结果]以活性碳对玉米秸秆木糖水解液脱色的较优工艺参数为:活性炭用量5%,温度60℃,时间30 min。在该工艺条件下木糖水解液的脱色率为95.27%,木糖保留率为80.12%。[结论]以该优化工艺脱色,玉米秸秆木糖水解液的脱色率和木糖保留率均取得较好效果,该工艺稳定可行。     

十二烷基苯磺酸钠胶束浓度对 壳聚糖复合膜结构和性能的影响

制备了一系列不同十二烷基苯磺酸钠(SDBS)胶束量的壳聚糖(CS)复合膜(CS/SDBS).通过傅立叶红外(FT-IR)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等方法研究了SDBS胶束量对壳聚糖结构、形态以及力学性能等方面的影响.红外光谱(FT-IR)表明,在SDBS胶束和壳聚糖之间形成了强的相互作用,适量的SDBS胶束能有效地提高壳聚糖的力学性能.与纯的壳聚糖相比,当SDBS的添加量为0.9%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度(σb)和断裂伸长率(εb)分别提高了25.4%和18.7%.     

高效代谢木糖产乙醇酵母菌株的选育

采用原生质体融合,EMS与LiCl复合诱变,紫外照射与LiCl复合诱变,紫外、EMS及LiCl复合诱变等方法对季也蒙毕赤酵母(Pichia guillermondii)和休哈塔假丝酵母(Candida shehatea)进行育种,以期得到能代谢木糖提高乙醇生产能力的突变菌株.结果表明:通过以上育种方式得到五个乙醇产量较高的菌株XX2,X1,X4,X12和X13,物理化学联合诱变后得到的X1,X4,X12,X13的乙醇产量分别比对照提高了30.9;,15.7;,84.9;,47.1;,融合子XX2与对照相比,乙醇产量提高了37.7;.高产突变株均来自出发菌株Candida shehatea,Candida shehatea选育后没有得到高产乙醇的突变菌株.