不同预处理方法对玉米秸秆酶解性能的影响

研究了NaOH、Ca(OH)_2、NH_3·H_2O和NaHSO_3等4种化学联合盘磨预处理方法对玉米秸秆酶解性能的影响,考察了不同预处理方法对物料得率、木质素脱除率、还原糖得率、聚糖转化率和结晶度的影响。结果表明,预处理后,玉米秸秆的结晶度均降低。机械盘磨可以减小纤维长度和颗粒尺寸,增大比表面积,暴露出更多的纤维素活性位点,增加纤维素和纤维素酶的反应活性,提高其酶解性能。确定了酶解适宜的条件:纤维素酶用量30 U/g,β-葡萄糖苷酶用量10 U/g,酶解温度50℃和时间72 h,在此条件下NaOH、Ca(OH)_2、NH_3·H_2O和NaHSO_3联合盘磨预处理后玉米秸秆的还原糖得率分别为41.00%,23.02%,65.77%和22.22%,聚糖转化率分别为39.04%,18.53%,70.49%和21.33%。在最优条件下,NH_3·H_2O联合盘磨预处理玉米秸秆的还原糖得率和聚糖转化率最高,是一种具有前景的预处理方法。     

LiCl/DMSO再生大豆秸秆纤维凝胶的制备及其性能研究

经乙二胺预处理后大豆秸秆先溶解于8%LiCl/DMSO木质纤维全溶体系,然后于乙醇中凝胶化制备多孔吸液木质纤维凝胶。研究发现:木质纤维原料脱木质素程度会影响凝胶的多孔结构、热稳定性及溶胀性能。随着脱木质素程度加强,木质纤维原料中纤维素、半纤维素和木质素之间解离程度加强,凝胶热稳定性提高,残炭量减少,可形成小孔径、高比表面积的致密多孔网络结构并影响其溶胀性能。当大豆秸秆经2 h脱木质素处理时,该秸秆原料所制备的凝胶热分解温度、残炭量、比表面积和平均孔径分别为230℃、15%、64.29 m~2/g和17.813 nm,在15℃下平衡溶胀率为2 126.79%,与未脱木质素的大豆秸秆制备的凝胶相比,热分解温度提高了30℃,残炭量降低了47.7%,比表面积增加11.02 m~2/g,平均孔径减小了2.468 nm,而平衡溶胀率降低了16.6%。     

桉木热磨与高温热水协同预处理对酶解效果的影响及工艺优化

为提高桉木原料的酶解糖化效果,降低原料处理成本,采用热磨与高温热水法联合对桉木原料进行预处理,并对高温热水预处理后样品进行纤维素酶酶解糖化。通过对预处理液和酶解液中木糖和葡萄糖得率的测定,来研究预处理条件对糖得率的影响。以预处理液和酶解液中的总糖得率作为预处理工艺条件的评价指标,得到最优的预处理条件为:预处理温度180℃、保温时间40 min、固液比1∶20(g∶mL)。在此条件下,桉木热磨后原料经预处理、酶解后总木糖得率为11.78%,木糖的转化率为82.67%;总葡萄糖得率为36.33%,葡萄糖的转化率为78.90%。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等分析预处理样的理化特性,结果表明:桉木原料热磨后颗粒变小,呈丝状,纤维形态和表面结构基本不变;而高温热水预处理后物料的纤维结构松散、碎化,断裂明显,改善了纤维素酶的可及度,提高了酶解效率。     

预处理方法对活性炭比表面积测定的影响

为提高活性炭比表面积测定前的预处理效率,以传统电加热法为对比考察了微波辐照法的性能。结果表明:提高加热温度与微波功率以及延长预处理时间,均有利于提高预处理效率,且加热温度低于250℃以及微波功率小于500 W、微波辐照时间小于3min时比表面积增幅均较大;扫描电镜结果发现微波辐照后活性炭孔隙结构未发生明显变化。由此也说明,微波辐照是一种可用于活性炭比表面积测试的预处理方法。     

木纤维的定向制备及其几何尺寸对木塑复合材力学性能的影响

高质量的生物质微细纤维作为木塑复合材(WPC)填料可使产品综合性能显著提高。笔者围绕WPC用微细纤维的定向制备展开研究,考察了不同含水率、不同树种和不同形态原料对制备的木纤维质量的影响及以其为增强材料制备的WPC力学性能。结果表明:随着原料初含水率的增加,木纤维的整体几何尺寸明显增大;单板粉碎制备的纤维长度和直径比木片制备的纤维稍大;当木纤维直径为0.21 mmd≤0.29 mm、长径比为5~7时可赋予WPC较好的力学性能,与纤维直径为0.14 mm的WPC相比,拉伸、弯曲及冲击强度分别提高了10.12%、6.13%及14.65%。     

果胶酶预处理对工业大麻秆纤维分离影响初探

为了降低生物质材料纤维分离的难度、能耗和污染物排放,研究了不同果胶酶预处理条件对工业大麻秆纤维分离程度和纤维形态的影响。结果表明,果胶酶预处理可以提高工业大麻秆纤维分离的程度,提高1~3根纤维的比例和优化纤维形态;当果胶酶预处理温度为50℃、果胶酶浓度为1.0%、处理时间为3 h时,用果胶酶预处理的工业大麻秆经高浓度盘磨机分离后,纤维形态得到优化,1~3根纤维比例增加。     

接种娄彻氏链霉菌发酵对秸秆纤维性质的影响

以水稻秸秆为原料,接种娄彻氏链霉菌（Streptomyces rochei）,通过生物发酵和机械盘磨制备了秸秆纤维。利用电子万能试验机、接触角测量仪、荧光光谱仪、热重分析仪对不同目数的秸秆纤维及其成型材料的性能进行表征分析。试验结果表明：随着秸秆纤维尺寸的减小,纤维间的结合力逐渐增强,但需要更大的干燥强度。秸秆纤维的持水性和吸水性随着发酵时间的增加呈先增大后减小的趋势,随纤维增大吸水性呈升高趋势,但持水性随纤维的增大呈降低趋势。随着发酵时间的增加,秸秆纤维吸水性先逐渐降低,并且随烘干温度的升高接触角不断增大,在生物发酵7 d时成型材料水溶性有机物最多。烘干温度从150℃升高到190℃,抗张强度先增加后降低,纤维疏水性能逐渐增强;温度低于170℃时,抗张强度随温度升高不断增强,高于170℃则显著下降。接种娄彻氏链霉菌（Streptomyces rochei）发酵对秸秆纤维拆解具有促进效果,经生物发酵7 d和盘磨的秸秆纤维性能最佳,适宜于制备秸秆基质块。     

低共熔溶剂在木质纤维类生物质研究中的应用

低共熔溶剂(DESs)是一种新型绿色溶剂,具有蒸汽压低、合成过程简单、价格低廉、无毒、可生物降解等优点,被认为是最有发展潜力的生物质预处理试剂之一,在木质纤维类生物质领域中的研究应用逐年增加。综述了DESs在木质素、纤维素和半纤维素的溶解、改性以及利用等相关方面的研究进展,分析了DESs氢键供体和氢键受体种类、摩尔比、浓度、处理温度等条件对三大素溶解性能的影响,以及三大素在DESs中酯化、活化和降解等的研究现状。介绍了DESs预处理稻壳、玉米芯、农作物秸秆、木材等木质纤维类原料的研究现状,利用DESs预处理木质纤维类生物质主要是提取并获得高纯木质素组分,同时提高富纤维物质的葡萄糖得率和木糖得率,对DESs预处理木质纤维类生物质的机理进行了分析。重点介绍了利用DESs预处理纸浆等木质纤维类生物质制备纳米纤维素的研究进展。最后,提出了DESs在木质纤维类生物质领域研究的发展方向,以期为DESs应用于木质纤维类生物质资源化利用提供依据和参考。     

麦草化学机械制浆预处理方法研究

使用麦草原料制取漂白化学机械浆,为了后续多段漂白能够获得高白度的纸浆,研究了3种不同的化学药品用于预浸渍阶段对未漂白浆的光学和物理性能的影响,包括成浆白度、成浆强度指标、纤维筛分级分,并比较了磨浆的比能耗和废水污染负荷.研究结果表明,与碱性过氧化氢(2.0%NaOH、1.5%H2O2、0.4%DTPA)处理(P工艺)磨浆相比亚硫酸钠(2.0%Na2SO3、2.0%Na2CO3、0.4%DTPA)预处理(S工艺)磨浆比能耗降低了33%,果胶酶(10IU/g以绝干浆计)/碱性过氧化氢(2.0%NaOH、1.5%H2O2、0.4%DTPA)预处理(Pe/P工艺)也可以降低磨浆比能耗10%,P工艺预处理与S工艺预处理均能提高成浆白度,Pe/P工艺预处理成浆呈现暗红色;P工艺预处理成浆物理强度高于其他两种浆;S工艺预处理磨浆段废水化学耗氧量(COD)发生量较高,达到84.09kg/t(以绝干浆计).     

竹材下吸式固定床气化中试试验及其产物的增值应用

生物质气化技术可将物质原料转化为高热值可燃气和生物质炭,可燃气可用于供热或发电,生物质炭可制成高比表面积活性炭.以毛竹为原料,采用一套产能为340 kW的下吸式固定床气化发电系统,研究气化工艺对可燃气品质和气化炉性能的影响,并采用KOH化学活化法开展气化副产物竹炭的活化试验,研究活化工艺对活性炭性能及其吸附甲基橙染料的...     

Aspen Plus计算机模拟技术在纤维乙醇原料预处理中的应用研究进展

预处理是木质纤维原料以糖基平台为基础的生物炼制的关键步骤,在对目前常用的稀酸/碱、蒸汽爆破、高温热水、微波、亚临界CO₂、离子液体、低共熔溶剂、有机溶剂、研磨/粉碎、生物预处理等方法的优缺点及对后续酶解发酵研究进展进行综述的基础上,介绍了国内外基于Aspen Plus流程模拟和技术经济分析等在生物质原料经预处理联产乙醇和平台化学品的利用情况,最后总结了Aspen Plus计算机模拟技术在生物质原料经预处理生产乙醇方面存在的不足,提出了今后可以深入开展的研究方向。     

浒苔纤维聚丙烯酸吸水树脂的制备及性能分析

在浒苔纤维上接枝丙烯酸,通过改变浒苔纤维的预处理方法,探讨浒苔纤维在聚丙烯酸类吸水树脂中应用的可行性。以未预处理、1%NaOH预处理和漂白预处理浒苔纤维为原料,在固定的碱用量、交联剂和引发剂用量条件下制备浒苔纤维聚丙烯酸吸水树脂,考察了预处理方法、丙烯酸中和度、浒苔纤维用量和尺寸对吸水树脂性能的影响;比较了吸水树脂对去离子水、生理盐水、人工尿液3种液体的吸液倍率。研究结果表明:合成吸水树脂过程中浒苔纤维用量为1.00 g、丙烯酸中和度为65%、筛分尺寸为250～380μm的未预处理浒苔纤维合成的吸水树脂吸液性能最好,其对去离子水、生理盐水和人工尿液的吸液倍率分别为1 643、244和201 g/g。通过扫描电子显微镜(SEM)观察发现,未预处理浒苔纤维与丙烯酸接枝效果最好,合成的树脂吸水饱和后纤维形态饱满、孔隙少。X射线衍射(XRD)结果也显示,浒苔纤维经过预处理后其非结晶区大量流失,结晶度升高,纤维素结晶区不利于与丙烯酸单体的接枝,从而阻碍了碱预处理和漂白预处理浒苔纤维与丙烯酸的接枝反应。     

离子液体预处理对纸浆酶漂效果的研究

以杨木碱性过氧化氢机械浆(APMP)、化学热磨机械浆(CTMP)、硫酸盐浆(KP)和麦草CTMP 4种浆为原料,对纸浆在应用生物酶漂白前利用离子液体进行温和预处理,控制离子液体BmimC l用量为1.0%(以绝干纸浆质量计,下同)、EmimD MP用量为1.2%,研究发现离子液体预处理可明显改善纸浆的酶漂效果,且EmimD MP的效果更优。表现为应用离子液体预处理后成纸的光学性能及物理强度明显改善,EmimD MP预处理后杨木KP浆白度可提高4.27%(ISO),不透明度增加了2.46%,麦草CTMP成纸的抗张指数、耐破指数、环压指数、撕裂指数及耐折度分别增加12.21%、29.80%、22.45%、44.82%和52.50%。纤维质量分析仪(FQA)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果显示,离子液体处理后4种纸浆纤维质量提高,平均长度增加,细小纤维含量降低,纤维结晶度提高,其中EmimD MP处理后杨木KP浆结晶度提高了11.21%,纸浆表面发生明显分丝帚化,增加了药液的渗透能力。     

酶处理对混合杨木P-RC APMP浆打浆性能的影响

探讨了纤维素酶、木聚糖酶处理对混合杨木温和预处理和盘磨化学处理的碱性过氧化氢机械浆(P-RC APMP)的打浆性能和打浆能耗的影响。结果表明:与未经过酶处理浆相比,纤维素酶和木聚糖酶处理可明显改善纸浆的打浆性能和降低打浆能耗,纸浆打浆度提高1.0～6.5°SR,或在相同打浆度下打浆能耗降低10%～25%。纤维素酶处理浆裂断长提高18%,撕裂指数提高14%,耐破指数提高16%,耐折度提高100%。木聚糖酶处理纸浆白度提高1.7度(ISO),纸浆物理强度略有上升。纤维素酶在改善纸浆打浆性能、降低打浆能耗和提高物理强度方面好于木聚糖酶,木聚糖酶在改善纸浆光学性能方面优于纤维素酶。酶处理可以使纸浆纤维结构变得疏松柔软,从而增强纤维间的交织能力。     

微波强化碱预处理对二次纤维结构及其氰乙基化反应的影响

研究了微波强化碱预处理对二次纤维(SF)化学结构、超分子结构、物理特性的影响,并通过与丙烯腈反应分析微波强化对二次纤维氰乙基化反应性能的影响,初步探讨了微波强化作用机理。结果表明,微波强化碱预处理二次纤维(WASF)的化学组分和晶型没有发生改变,但纤维素分子中的氢键受到部分破坏,结晶度下降,纤维变得疏松,表面和内部结构受到一定的损伤,保水值和可及度增大,反应活性提高。与碱预处理相比,微波强化碱预处理显著提高了二次纤维的氰乙基化反应性能,在同一辐射功率下,延长微波强化时间有利于氰乙基化反应,微波强化碱预处理氰乙基化二次纤维的含氮率由10.85%提高至17.80%。     

樟子松气化联产炭制备活性炭的试验

樟子松在采伐、造材和加工过程中产生大量废弃木片、枝丫条等林业三剩物,而生物质多联产气化反应系统可将废弃物气化,产生可燃气、提取液和生物质炭3类产品。为了增加生物质的利用效率,提高生物质气化多联产系统的经济效益,笔者以Na OH为活化剂,研究以废弃樟子松木片气化炭为原料的活性炭的制备工艺,分析碱炭比、活化时间及活化温度对活性炭的比表面积、孔径分布、碘值以及得率的影响。研究结果表明较佳的工艺条件为碱炭比2.5、活化时间1.5 h、活化温度800℃,该条件下的活性炭得率为45.6%,比表面积1 702.217 0 m2/g,碘吸附值1 800 mg/g,微孔百分比79.85%,过渡孔百分比19.47%,平均孔径2.18 nm。     

创新技术

CZJ自磨型超微粉碎机纳米碳高能蓄电池国家重点高新技术企业浙江丰利粉碎设备有限公司开发成功的国家专利产品、省级新产品;专家认为该机集卧式涡轮分级机和自转滚轮与磨盘组成的机械冲击式粉碎机于一体,具有能在不停机的情况下调节成品细度、能粉碎高硬度物料、粒度细而均匀、处理风量大、生产率高、能耗底、噪音小、产品品质好(不但能避铁;而且能提高物料白度)、使用可靠性高等特点。成功解决了高硬度非金属物料的超微粉碎难题,其主要技术性能处于国内领先水平,达到国外同类产品水平,可替代进口。不仅应用于非金属矿,而且还广泛适用于含…     

玉米秸秆基吸油材料的制备与表征

以玉米秸秆(RCS)为原料,经氨水预处理得预处理玉米秸秆(PCS),再经乙酸酐酯化改性制备改性玉米秸秆(ECS)吸油材料,并考察不同酯化条件对产物吸油性能的影响。结果表明:RCS、PCS(预处理6 h)对0~#柴油的吸收倍率分别为1.90和4.43 g/g;以冰乙酸为溶剂,冰乙酸与乙酸酐质量比为1∶1,秸秆与冰乙酸-乙酸酐混合液的质量比为1∶15,催化剂浓硫酸用量为4.5%(以秸秆质量计),反应温度为110℃条件下,酯化反应5 h所得改性产物ECS的吸油率可达9.03 g/g,且ECS疏水性和漂浮性能均得到显著改善。采用XRD、FT-IR、SEM和BET等方法对预处理前后及酯化改性后秸秆进行了分析与表征。结果表明:酯化反应已顺利进行,酯化改性后秸秆呈非晶态,ECS呈均匀的介孔结构,介孔及粗糙表面的出现提高了材料的吸油率和漂浮性能。     

原料粒径与含水率对磷酸法活性炭性能的影响

以核桃壳和杏壳为原料,采用磷酸法制备活性炭,以亚甲基蓝吸附值、碘吸附值和得率为指标,研究了原料粒径和含水率对磷酸法活性炭性能的影响。结果表明:原料的粒径和含水率对活性炭的吸附性能有重要影响,在一定范围内减小原料粒径,对提高活性炭吸附性能有利,而原料含水率对活性炭吸附性能的影响因不同原料而异。增加原料含水率,对核桃壳活性炭吸附性能的提高有利,但会降低小粒径杏壳活性炭的吸附性能。以核桃壳为原料制备活性炭时,选择粒径0.5~0.7 mm、含水率11%的原料为佳,得率可达41%,亚甲基蓝吸附值230 mg/g,碘吸附值874 mg/g;以杏壳为原料制备活性炭时,选择粒径0.7~1.2 mm、烘干的原料为佳,得率可达42%,亚甲基蓝吸附值87 mg/g,碘吸附值734 mg/g。     

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。