微波酸预处理玉米秸秆纤维素酶水解条件研究

【目的】将预处理过的玉米秸秆的髓、皮和叶子分别进行纤维素酶解处理,确定纤维素酶水解预处理后玉米秸秆不同部分的最适条件,找出最适合做燃料酒精原料的部分。【方法】分别对微波酸预处理后的玉米秸秆髓、叶子、皮纤维素酶水解的酶用量、pH值、温度、时间4个因素进行单因素试验和正交试验,并对正交试验结果进行验证。【结果】4个因素对玉米秸秆髓、叶子和皮纤维素酶酶解的影响顺序均为酶用量>温度>时间>pH。玉米秸秆髓、叶子和皮的最佳纤维素酶酶用量分别为3 000,3 500,4 000 U/g,最佳温度分别为44,44,47℃,最佳水解时间分别为84,96,96 h,最佳pH分别为5.2,5.4,5.4,在最佳水解条件下,水解液中还原糖含量分别为3.468 7,3.101 6,1.828 1 mg/mL。【结论】玉米秸秆的髓和叶子适合制备燃料酒精,秸秆皮所用的纤维素酶酶用量最大,但水解液中还原糖含量最低,不适合作燃料酒精的原料。     

稀酸强化水解对玉米秸秆发酵产氢能力的影响

[目的]研究稀酸强化水解对玉米秸秆发酵产氢能力的影响。[方法]对玉米秸秆进行机械粉碎、蒸汽爆破和稀酸水解处理,并分析不同处理、玉米秸秆粒度等对玉米秸秆产氢能力的影响。[结果]蒸汽爆破后采用0.8%稀H2SO4强化水解的预处理方法产氢效果较好;玉米秸秆粒度为0.425～0.850 mm时,产氢效果最好;当0.8%H2SO4（质量）∶秸秆（重量）的液固比为10∶1时,产氢效果较好。[结论]玉米秸秆经蒸汽爆破后,再用0.8%H2SO4强化水解处理可以取得较好的产氢效果。     

响应面法优化固体酸水解玉米秸秆制备乙酰丙酸的研究

以玉米秸秆为原料,以SO42--TiO2/黏土固体酸为水解催化剂制备乙酰丙酸。探讨了固体酸的用量、水解温度、水解时间和液固比对乙酰丙酸得率的影响。采用响应面法对水解工艺进行了优化,并建立二次回归模型。结果表明,当水解温度为241℃、水解时间为31min、固体酸的用量为4.5%和液固比为14∶1(V/W,mL∶g)时为较优的制备工艺,在该工艺条件下,乙酰丙酸的得率为13.16%。     

玉米秸秆预处理后的酶水解及丁醇发酵

[目的]寻求玉米秸秆预处理后的最佳酶解工艺条件。[方法]采用碱浸泡法和氨水浸泡法对玉米秸秆进行预处理,考察预处理方法以及温度、酶用量、pH值、底物浓度等因素对玉米秸秆酶水解的影响,得出最佳酶解条件,并利用最佳条件下的水解液进行丁醇发酵。[结果]碱法预处理玉米秸秆能有效地提高酶的水解效率。玉米秸秆经过预处理后的最佳酶水解工艺条件为：pH值4．5～5．0,温度50℃,底物浓度3．33％,酶用量950U／g秸秆。利用秸秆水解液进行丁醇发酵后,溶剂（丁醇、丙酮、乙醇）的产率比值为10．O：1．5：1．0,与传统发酵（6：3：1）相比,提高了丁醇所占的比值。[结论]该研究为以木质纤维素为原料进行新能源的开发和利用验提供试验依据。     

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。     

稀酸强化水解对玉米秸秆发酵产氢能力的影响(摘要)(英文)

[目的]研究稀酸强化水解对玉米秸秆发酵产氢能力的影响。[方法]对玉米秸秆进行机械粉碎、蒸汽爆破和稀酸水解处理,并分析不同处理、玉米秸秆粒度等对玉米秸秆产氢能力的影响。[结果]蒸汽爆破后采用0.8%稀H2SO4强化水解的预处理方法产氢效果较好;玉米秸秆粒度为0.425～0.850mm时,产氢效果最好;当0.8%H2SO4(质量)∶秸秆(重量)的液固比为10∶1时,产氢效果较好。[结论]玉米秸秆经蒸汽爆破后,再用0.8%HSO强化水解处理可以取得较好的产氢效果。     

酸法水解秸秆条件的优化

采用酸法水解秸秆,以水解液中还原糖含量为指标,设计单因素试验考察水解剂、酸浓度、料液比、水解温度和水解时间等因素对水解效果的影响,并在此基础上采用正交试验设计对水解条件进行优化.结果表明,以稀硫酸为水解剂水解效果好于乙酸和水.优化的水解条件为水解时间1.0h、稀硫酸质量分数5％、料液比1:15(m桔杆∶V稀硫酸,g/mL)、温度120℃,该条件下水解液中还原糖含量为23.47 g/L.活性炭和Ca(OH)2配合使用可以有效地对水解液进行脱色,脱色率达46％.     

稀酸强化水解对玉米秸秆发酵产氢能力的影响(摘要)(英文)

[目的]研究稀酸强化水解对玉米秸秆发酵产氢能力的影响。[方法]对玉米秸秆进行机械粉碎、蒸汽爆破和稀酸水解处理,并分析不同处理、玉米秸秆粒度等对玉米秸秆产氢能力的影响。[结果]蒸汽爆破后采用0.8%稀H2SO4强化水解的预处理方法产氢效果较好;玉米秸秆粒度为0.425～0.850mm时,产氢效果最好;当0.8%H2SO4(质量)∶秸秆(重量)的液固比为10∶1时,产氢效果较好。[结论]玉米秸秆经蒸汽爆破后,再用0.8%HSO强化水解处理可以取得较好的产氢效果。     

玉米秸秆好氧水解特性研究

秸秆木质纤维素水解过程,影响秸秆沼气制备速度。提高水解效率关键是破坏木质素对纤维素和半纤维素屏蔽作用,而木质素降解需有分子氧存在。因此,在秸秆厌氧发酵前好氧水解发酵秸秆有利于提高秸秆生物可降解性。为揭示玉米秸秆湿法好氧水解特性,在总固体浓度(TS)为10%,好氧水解温度为35、38、41、44、47℃,好氧水解时间为8、16、24、32、40 h条件下湿法水解发酵试验。结果表明,湿法好氧水解能有效破坏玉米秸秆木质素结构,获得较高木质素降解率,温度44℃,时间经历8 h时木质素即降解15.79%,是好氧水解40 h时总降解率49.5%。在此条件下,总有机物损失率仅为4%,经过湿法好氧水解玉米秸秆TS产气量和产甲烷量与未经处理玉米秸秆相比分别提高28.4%和29%。     

酸水解玉米秸秆发酵生产木糖醇

利用不同浓度稀硫酸处理玉米秸秆,然后吸附脱色,用热带假丝酵母进行液体发酵培养,72 h后,4％硫酸脱色处理组发酵液中木糖醇含量最高,达10.507 6 mg/100mL;比较各组发酵液中木糖醇转化率,脱色处理组比未脱色处理组高,且以4％脱色处理组最高,木糖醇转化率可达46.59％;比较木糖醇生成速率,仍以4％硫酸脱色处理组最高,达到1.37 mg/L·h.     

超声波预处理玉米秸秆的条件优化

为加速纤维素酶对玉米秸秆的分解效率,采用超声波预处理玉米秸秆。研究超声波处理时间、功率、温度等因素对处理效果的影响,通过Box-Behnken中心组合试验设计优化超声波预处理玉米秸秆的条件。结果表明,超声波预处理玉米秸秆的最优条件为:料液体积比为1∶30,超声时间10min,温度45℃,功率140W。用纤维素酶酶解在优化条件下超声处理的玉米秸秆,酶解效果较好。     

碱解玉米芯制备阿魏酸和对香豆酸

[目的]利用碱解农林废弃物制备阿魏酸和对香豆酸。[方法]对4种农林废弃物(花生壳、玉米秸秆、小麦秸秆、玉米芯)进行比较,发现玉米芯最适合用于提取阿魏酸和对香豆酸。考察不同氢氧化钠浓度、固液比(玉米芯/碱液)、提取温度、提取时间对玉米芯中阿魏酸和对香豆酸提取量的影响。[结果]提取玉米芯中阿魏酸的最佳工艺条件为:氢氧化钠浓度为0.5 mol/L,固液比(玉米芯/碱液)为1∶30 g/ml,提取温度为50℃,提取时间为2.5 h。在此条件下,阿魏酸的提取量最高为14.05 mg/g,对香豆酸的提取量为21.12 mg/g。[结论]研究可为提高玉米芯的附加值利用提供依据。     

利用菌群LCM9发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸及其应用研究

[目的]研究利用微生物菌群发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸及其应用效果。[方法]从自然界直接筛选能高效降解玉米秸秆的微生物菌群,以玉米秸秆为原料,研究利用菌群发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸的产量,并对产品的实际应用效果进行了探讨。[结果]利用获得的菌群LCM9,以玉米秸秆为唯一营养源,在水分含量为75.0%时,发酵7d,生化黄腐酸产量可达15.7%。施加500mg/kg生化黄腐酸,培养5d后,小麦种子根长增加59.1%,芽长增加97.1%。[结论]利用微生物菌群发酵玉米秸秆可获得较高产量的生化黄腐酸,且产品对小麦幼苗具有明显刺激生长的效果。     

超临界CO_2中磷钨酸催化稻秆纤维素水解

研究了超临界CO2中磷钨酸催化稻秆纤维素水解反应,并采用二硝基水杨酸(DNS)法和间接碘量法分别测定水解产物中还原糖和葡萄糖的产率。考察了CO2压力、去离子水及磷钨酸的用量、反应温度以及反应时间对纤维素水解反应的影响。结果表明,当CO2压力为8 MPa,去离子水用量为8 m L,反应温度为140℃,反应时间为6 h,催化剂磷钨酸用量为0.10 mmol时,还原糖产率达到34.1%。     

酸-超声波预处理及糖化水解稻草研究

采用室内实验方法,研究了酸-超声联合预处理稻草对其化学组成以及糖化效果的影响,并与传统酸预处理法的效果进行了对比.结果表明,与未经处理的稻草相比,经酸-超声波处理的稻草其半纤维素、木质素含量最高分别减少了64.46%、62.19%,纤维素含量最高则上升了73.20%,而酸处理的稻草相应数值只能达到56.72%、59.90%及53.41%.同时分别对两种方法的稻草糖化的工艺条件通过正交试验进行了优化,得出两种方法的稻草最佳糖化条件均为:pH值为4.8,温度为45℃,酶浓度为20mg·g-1.在该条件下,对于酸-超声波预处理稻草,在糖化108 h以后还原糖浓度稳定并达到最大值26.4 g·L-1而对于酸预处理稻草,在糖化120h以后还原糖浓度才稳定并达到最大值26.2 g·L-1,且前者能比后者产生更多的葡萄糖以及更少的木糖,更有利于提高后续酒精发酵的效率.     

利用菌群LCM9发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸及其应用研究(英文)

[目的]研究利用微生物菌群发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸及其应用效果。[方法]从自然界直接筛选能高效降解玉米秸秆的微生物菌群,以玉米秸秆为原料,研究利用菌群发酵玉米秸秆生产生化黄腐酸的产量,并对产品的实际应用效果进行了探讨。[结果]利用获得的菌群LCM9,以玉米秸秆为唯一营养源,在水分含量为75.0%时,发酵7d,生化黄腐酸产量可达15.7%。施加500mg/kg生化黄腐酸,培养5d后,小麦种子根长增加59.1%,芽长增加97.1%。[结论]利用微生物菌群发酵玉米秸秆可获得较高产量的生化黄腐酸,且产品对小麦幼苗具有明显刺激生长的效果。     

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%。     

稻草浓硫酸水解最佳工艺条件研究

以稻草为研究对象,从硫酸体积分数、最佳温度、固液比、粉碎度等方面设计平行试验,研究了稻草粉末浓硫酸水解的最佳工艺.结果表明,稻草浓硫酸水解最佳工艺条件为:硫酸体积分数为70%,最佳温度50℃,固液比5%,粉碎度80目,水解时间100 min.     

黄孢原毛平革菌降解玉米秸秆产糖条件优化

[目的]优化黄孢原毛平革菌降解玉米秸秆产糖的条件。[方法]通过单因素试验和正交试验,考察了不同温度、pH值、接种量和固液比对黄孢原毛平革菌降解玉米秸秆产糖的影响。[结果]黄孢原毛平革菌降解玉米秸秆产糖的最适条件为：温度32℃,pH值3.5,接种量8片（直径为8mm）,固液比1∶23。在此最适条件下,还原糖得率最高可达13.10%。[结论]该研究为秸秆材料更好地生物利用提供借鉴,并为其进一步规模化生产应用提供参考数据。