碱性过氧化氢预处理糠醛渣超声波辅助酶解研究

以糠醛渣为原料进行碱性过氧化氢法预处理,采用超声波辅助酶解法,比较分析不同模式下的葡萄糖转化率及水解液残存酶活。研究结果表明:酶解2 h时辅以超声波是糖转化的最佳条件,超声波辅助酶解及分段加酶使糖产率由55.01%提高到73.35%。超声波的机械作用影响着酶的吸附与脱附,有利于其与底物的充分结合。不同超声波酶解模式对糖产率的影响较大,且U-C模式效果较好,使糖产率提高46.35%。同时,酶解前超声波可以使糖产率提高33.34%。可见,低能耗,低污染的碱性过氧化氢预处理糠醛渣超声波辅助酶解为工业化生产乙醇提供了良好的发展方向。     

糠醛渣活性炭的制备和性能研究

以糠醛渣为原料，成功地制备出脱硫活性炭，并详细考察了制备过程中影响炭性能的诸因素，该炭表面基团丰富，中孔发达，特别是经ＣＯ２改质后，脱硫性能显著提高。     

多用炉一步法活化糠醛渣技术及经济效益

用平泉多用炉一步法活化糠醛渣,整个操作过程需206小时,活化得率为17.1％。用糠醛渣生产活性炭,每吨成本约2080元,利润为920元左右。     

5-氯甲基糠醛水解制备5-羟甲基糠醛的工艺优化及反应动力学研究

研究了5-氯甲基糠醛（CMF）在纯水或水/丙酮体系中水解生成5-羟甲基糠醛（HMF）,探究了水解反应条件（如溶剂体系、碱中和剂、温度和CMF添加量等）对CMF水解的影响,并分析了其水解反应动力学。研究结果表明：水/丙酮体系有助于减少HMF的副反应,加入连二亚硫酸钠（Na₂S₂O₄）可以进一步阻止腐殖质的产生;1 g CMF在10 mL水/丙酮体积比为1∶4的混合液中,添加0.35 g的CaCO₃,温度353.15 K下保温反应28 min,此优化水解条件下CMF转化率为97%,HMF得率可达85%,副产物乙酰丙酸（LA）得率为6%;添加Na₂S₂O₄后,HMF的分离得率可由50%提高到86%。动力学研究结果表明：在水/丙酮体系中CMF水解反应活化能为12.3 kJ/mol,水解速率常数k₁=5.56exp（-1.23×10⁴/RT）。     

糠醛渣/木薯渣混合底物同步糖化发酵转化乙醇研究

研究了糠醛渣(FR)经不同强度绿液-过氧化氢预处理脱木质素后,与木薯渣(CR)混合进行同步糖化发酵生产乙醇,通过改变原料底物浓度、纤维素酶用量和添加无患子表面活性剂来优化混合底物同步糖化发酵条件,并分析了发酵过程中乙醇和副产物的浓度变化。结果表明,在糠醛渣预处理条件为:底物质量浓度5g/L、温度80℃、H_2O_2用量为0.6g/g、绿液用量为2mL/g(以糠醛渣计)预处理时间3h,在此条件下糠醛渣木质素脱除率可达56.5%。同步糖化发酵产乙醇条件为无患子皂素表面活性剂添加量0.5g/L,纤维素酶用量12FPU/g,纤维二糖酶用量15IU/g,预处理后的糠醛渣与木薯渣混合作底物(质量比为2∶1),底物质量浓度200g/L时,发酵120h最终乙醇质量浓度可达56.6g/L,乙醇得率为86.3%。同步糖化发酵过程中添加无患子皂素表面活性剂不仅降低了纤维素酶用量,还可延缓副产物乳酸的形成,减小甘油生产波动。     

以酶解渣为碳源制备木聚糖酶的研究

以里氏木霉（Tichoderma reesei)Rut C-30为产酶菌，低聚木糖制备过程中酶解渣为碳源可透导产生含低纤维素酶活（0.106IU/mL)的木聚糖酶（154.67IU/mL)，两种酶活的比值达1459，与粗木聚糖为碳源产木聚糖酶相比，木聚糖酶活提高了1.67倍，而纤维素酶活没有增加。此酶在50℃条件下酶解粗木聚糖和酶解渣时，pH值5时酶解效率最高，酶解产物通过HPLC分析，主要是木糖。该酶系的组成主要是外切-β-木糖苷酶。     

糠醛渣增强粗甘油基聚氨酯泡沫性能的研究

采用一锅法将生物柴油副产物粗甘油(CG)转化为生物基多元醇(CG-polyol),并以糠醛渣(FR)为增强填料,共混发泡制备出一种FR增强生物基聚氨酯(PU/FR)泡沫复合材料。通过对PU/FR泡沫的结构形貌、热稳定性、发泡时间、密度和压缩强度进行表征,探究了糠醛渣粒径(0.25 mm、 0.09 mm样品分别标记为FR60和FR180)和添加量对PU/FR泡沫性能的影响。结果表明：通过热转化法合成的CG-polyol酸值为1.9 mg/g、羟值为406 mg/g、黏度为1 092 mPa·s,该多元醇适合用于制备PU泡沫。FR的加入延长了发泡时间,最大上升时间和不粘时间分别由未添加时的29和31 s提高到37和39 s,泡孔结构更加完整,泡孔尺寸减少,破碎现象明显减少。FR添加量≤5%时,可有效提高泡沫的密度和压缩强度;当添加量相同时,FR180填料对泡沫的性能提升更显著;当FR180添加量为5%时制备的PU/FR180-5泡沫复合材料的压缩强度达到最大为0.153 3 MPa,相比未添加FR的泡沫提高了28.1%,此时密度为0.051 0 g/cm³,导热系数...     

糠醛渣分级转化制备分散剂和吸水性树脂

采用分级转化策略,首先将糠醛渣中的木质素组分制备成木质素基分散剂(LS),在糠醛渣用量100 g、去离子水用量1 000 g,反应温度70℃、反应时间3 h、氢氧化钠用量6.5 g、亚硫酸钠1.6 g、甲醛0.2 g的条件下得到的木质素基分散剂的分散力为105%。以分离得到的纤维素残渣制备吸水性树脂,探究了反应温度、引发剂过硫酸铵(APS)用量、交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)用量、复合单体丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)总用量对吸水性树脂吸水倍率的影响。在丙烯酸中和度为60%,引发时间0.5 h,复合单体用量9 g,引发剂用量1.3 g,交联剂用量0.05 g,反应温度52℃,接枝共聚反应时间3 h的优化条件下,吸水性树脂的吸水倍率达到64.6 g/g。FT-IR分析表明AM、AA和纤维素残渣发生了接枝反应;SEM表明反应生成了交联网状结构的产物;热重分析说明AA和AM的引入提高了吸水性树脂的热稳定性;XRD表明AA、AM的接枝反应发生在纤维素残渣的骨架上。     

响应面优化酶解木质素酚化工艺研究

利用响应面法分析碱性条件下木质素酚化工艺中,木质素取代量、酚化时间、酚化温度、催化剂用量对响应值酚羟基含量的影响,以及各因素之间的交互作用,在给定的条件范围内,建立了各因素与响应值之间的数学模型,优化得到木质素酚化的理想工艺:木质素取代量达到63%,酚化温度为109℃,酚化时间为1.4h,催化剂用量为苯酚用量的3.4g。在此条件下,其酚羟基含量可达4.498mmol/g。分析等高线图及响应曲面图详细描述了各个因素之间的交互关系,得出各个因素的影响主次顺序为酚化温度>酚化时间>催化剂用量>木质素取代率;各因素交互作用中,酚化温度与酚化时间的交互作用对酚羟基含量影响最显著。     

响应面法优化沙棘鲜果渣干燥工艺

以沙棘果渣为原料,用自主研发的鲜果渣自动干燥机进行干燥,以罐内温度、装样量、出风口湿度3个因素为自变量,果渣含水率为因变量进行单因素试验.在此基础上,利用罐内温度、装样量、出风口湿度3个因素进行响应面试验优化研究,用Design Expert 8.06软件对果渣含水率进行多元回归模型拟合分析.分析表明,最佳干燥工艺为罐...     

麦草酸水解制取糠醛和纸浆的研究

提出一种采用稀硫酸水解，综合利用麦草、制取糠醛和纸浆的方法。通过对水解反应影响因素的探讨．发现较优 化的水解工艺条件为用酸量20％、时间180min、最高温度110℃、液比15洗浆废水和精馏后废水的污染负荷远低于常规碱法草浆厂废水的污染负荷，且低于GB3544-92规定的造纸工业废水排放二级标准。     

酶法提取侧柏叶总黄酮的研究

对酶法提取侧柏叶总黄酮类的工艺条件进行研究。以总黄酮得率为考察指标,探讨了影响提取的主要因素,并用正交实验确定了最佳提取工艺。结果表明,各因素对提取效果影响的顺序依次为酶解时间〉酶用量〉酶解温度〉酶解pH值,最佳工艺条件为：料液比1∶14,酶解温度45℃,介质pH3.5,酶用量0.3%,酶解时间2.0h,总黄酮得率可达1.026%。该提取工艺简便易行,重复性好。     

MCM-41分子筛在线提质生物油工艺优化及耐久性分析

采用MCM-41分子筛作为催化剂,在线催化提质生物质真空热解蒸气,考察催化温度、催化床层高度和体系压力对有机相产物产率的影响,采用响应面法优化工艺参数;对油菜秸秆生物油有机相进行理化特性和成分分析,并对催化剂进行耐久性分析。结果表明:精制生物油有机相产率随催化温度和催化床层高度呈先增大后减小趋势,随体系压力增大而减小;当催化温度为502℃、催化床层高度为2.7 cm、体系压力为7 k Pa时,有机相产率为15.84%,精制生物油有机相热值达31.08 MJ/kg;经催化提质后,生物油有机相中脂肪烃类和醇类物质含量明显增加,同时芳香类和羰基类物质含量降低。在对MCM-41使用耐久性的研究中发现,当MCM-41使用约100 min后,生物油理化特性指数急剧下降,表明生物油品质变差;同时,催化剂失重率明显升高,表明催化剂上沉积的焦炭逐渐增多,催化活性降低,直至完全失活。     

萃取蔗皮二十八烷醇工艺

以果蔗皮为试验原料,采用响应曲面分析法（RSM）优化超临界CO2萃取蔗皮二十八烷醇的工艺条件。在单因素试验的基础上,选取萃取压力、温度和时间为影响因子,应用Box-Behnken中心组合进行了3因素3水平的试验设计。验证了二次多项数学模型的有效性,并探讨了萃取压力、温度、时间对二十八烷醇萃取物产率的作用规律。统计分析表明压力、温度以及压力和时间的交互作用对二十八烷醇的提取量有显著影响。根据该模型进行了工艺参数的优选,试验所得二十八烷醇超临界CO2萃取的优化工艺条件为：压力31．2MPa,温度44．8℃,时间226．17min,该条件下提取量高达7．5855mg／g。     

固体酸水解玉米秸秆制备糠醛的研究

为了减少使用液体酸制备糠醛时对环境的影响,以玉米秸秆为原料,以SO42--TiO2/黏土固体酸为催化剂制备糠醛.对水解温度、时间和固体酸用量等主要影响因素进行了分析,采用响应面法对制备工艺进行了优化,并建立了二次回归模型.当玉米秸秆的粒度为O.45mm、固液比1:10(g:mL)、水解温度为158℃,水解时间为3.8 ...     

氧等离子体改性酶解木质素/杨木纤维复合材料热压工艺研究

采用响应面法优化了氧等离子体改性酶解木质素/杨木纤维复合材料的热压工艺参数。结果表明,纤维含水率和热压温度对复合材料的物理力学性能有显著影响。优化后的热压工艺参数范围为:热压温度205～210℃,纤维含水率17%～20%,热压时间63～68 s/mm。     

几种纤维素酶制剂水解和吸附性能的研究

比较了商品纤维素酶和自产纤维素酶在蛋白组分及蛋白组分含量上存在的差异。商品纤维素酶水解稀酸预处理和蒸汽爆破预处理的玉米秸秆,其水解得率均低于自产纤维素酶。以蒸汽爆破的玉米秸秆为碳源制备纤维素酶,添加外源8 IU/g(以纤维素计)的β-葡萄糖苷酶,水解蒸汽爆破的玉米秸秆48 h,纤维素水解得率为90.08%;水解液中纤维二糖的质量浓度从17.06 g/L降低到1.12 g/L,相应葡萄糖质量浓度从21.09 g/L提高到44.01 g/L,可发酵性糖从55.28%提高到97.52%。微晶纤维素对商品酶和自产酶的吸附在30 m in达到平衡,且符合Langmu ir等温吸附方程;由Langmu ir常数分析得知两类酶均来自里氏木霉,且对微晶纤维素的亲和力相差不大。     

酶法糖化玉米芯发酵生产乙醇的研究

研究了玉米芯的酶法水解及酶解液的乙醇发酵。采用里氏木霉ZU-02纤维素酶水解酸预处理后的玉米芯为原料,适宜的酶用量为20 FPIU(以每克底物计,下同),48 h后酶解得率为67.5%;添加黑曲霉ZU-07所产纤维二糖酶可有效解除纤维二糖累积引起的反馈抑制作用,当纤维二糖酶用量为6.5 CB IU时,48 h后酶解得率提高到83.9%。采用分批补料酶解工艺,使底物质量浓度提高到200 g/L,酶解60 h后还原糖质量浓度达到116.3 g/L,酶解得率为80.1%。利用一株耐高温酿酒酵母HTR-11在38℃下对酶解液进行乙醇发酵,质量浓度95.3 g/L的葡萄糖在18 h内发酵生成质量浓度为45.7 g/L的乙醇,其得率达到理论值的94%。     

樟木木屑真空热解工艺的响应面法优化及生物油组分分析

以樟木木屑为原料,采用真空热解系统进行了制取生物油的中心组合实验研究,以生物油产率为实验指标,利用响应面法(RSM)对热解液化工艺参数进行了优化,并对在最高产率条件下制取的生物油进行了理化特性、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和气质联用(GC-MS)分析。研究结果表明,热解终温、体系压力和升温速率对生物油产率的影响显著,但3者之间的交互作用并不显著。最佳热解工艺条件为:热解终温474.0℃、体系压力7.5 k Pa、升温速率20.0℃/min,在此条件下,生物油产率可达50.25%。与预测值(50.41%)较为接近。樟木木屑真空热解所得生物油的含水量较低(21.35%),热值较高(26.82 MJ/kg),常温下的运动黏度为3.85 mm2/s,密度1.08 g/cm3、p H值3.24和残炭量5.54%;生物油成分较为复杂,其中多种有机物可被进一步提取用作工业原料;生物油中羧酸(8.45%)、醛(26.17%)、酮(14.24%)类等腐蚀性和不稳定组分含量较高,需对其进一步精制,以优化真空热解生物油品质,提高其稳定性。