紫外-可见光谱法测定黑液中木素含量

通过对3,5-二硝基水杨酸(DNS)及草浆黑液木素溶液紫外-可见特定波长区域光谱图的研究,建立了一种快速、简便、准确的草浆黑液中木素含量测定方法。研究结果表明,草浆黑液木素在520nm处DNS溶液吸光度值与木素溶解量二者具有较高的线性关系。该方法在测量时可以排除草浆黑液中还原糖及亚硫酸钠的干扰。不但能测定碱法草浆黑液中木素含量,还可以测定碱性亚硫酸盐法草浆黑液中木素含量。采用该方法测定草浆黑液中木素相对含量是准确可靠的。

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。

碱预处理糠醛渣性质及其纤维素酶解研究

以糠醛渣为原料进行碱法预处理,对比了处理前后的样品成分、结晶度、表面特性、红外谱图的变化以及对纤维素酶解的影响。研究结果表明:经NaOH处理样品,木质素脱除量随着温度升高而增加,120℃处理后的样品木质素脱除了10.22%,而碱性过氧化氢处理样品木质素脱除率达到12.6%。NaOH预处理后的样品酶解糖化率随处理温度的升高而降低。每克纤维素加入纤维素酶12 FPU、纤维二糖酶15 IU,120℃经NaOH预处理样品,酶解72 h后糖化率为38.6%,比原料糠醛渣低21.0个百分点,而经60℃,6 h碱性过氧化氢处理后的样品,酶解72 h糖化率可达到86.6%,比原料糠醛渣高27.0个百分点。NaOH预处理后样品红外谱图检测,证明生成了新的醚键。碱法预处理后的样品结晶度要比未处理的样品的稍高,且表面更加光滑。

脱木素对糠醛渣同步糖化发酵乙醇转化的影响

对碱性过氧化氢处理后的糠醛渣样品进行同步糖化发酵转化乙醇研究。结果表明,木素脱除提高糠醛渣转化乙醇得率。与未处理糠醛渣相比,脱木素糠醛渣样品发酵96h后水解液中乙醇浓度由6.8g/L提高至14.5g/L,乙醇转化率由50.6%提高至69.35%。

渗透汽化法制备无水乙醇的工艺过程

渗透汽化法乙醇脱水工艺表明,随着温度的升高,分离因子增大,渗透通量增加;随着进料含水率的增加,分离因子减小,渗透通量增加;随着操作流量增加,分离因子和渗透通量均增大。95%的乙醇在85℃,320L/h,膜面积0.2m2,连续循环渗透汽化脱水9h,可以提高到浓度为99.8%的无水乙醇。

运动发酵单胞菌和休哈塔假丝酵母混合发酵秸秆产乙醇

首先考察了运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis,Z.mobilis)和休哈塔假丝酵母(Candida shehatae,C.shehatae)分别利用葡萄糖或木糖为唯一底物时的乙醇发酵特性;其次,研究了单菌及双菌发酵混合糖(葡萄糖和木糖比例为3∶1)的产乙醇性能;在此基础上,考察了单菌和双菌培养应用于玉米秸秆发酵产乙醇的可行性。结果表明,Z.mobilis和C.shehatae的接种方式显著影响混合糖发酵产乙醇的效率,当分步接种发酵48 h后,乙醇产量达到最高,为25.77 g/L。当以60 g/L Na OH预处理的玉米秸秆为底物时,分步接种可高效利用秸秆酶解产物(葡萄糖和木糖)实现乙醇产量的最大值(22.34 g/L),提示Z.mobilis和C.shehatae分步接种发酵可最大化地发酵秸秆中的葡萄糖和木糖生产乙醇,有利于乙醇的高产率生产,可为实现纤维原料生产燃料乙醇的工业化提供参考。

废纸脱墨浆预处理及其酶解性能研究

以预处理后的废纸脱墨浆为底物,纤维素酶和纤维二糖酶为水解酶,研究了不同预处理方法(包括Na2SO3、H2O2、HCl)对酶解得率的影响。结果表明:与原料相比,3种预处理方法都不同程度地提高了纤维素含量,增加底物的比表面积,降低纤维素的结晶度,促进酶水解;其中,H2O2预处理后的废纸脱墨浆的酶解得率最高,为91.67%,其次是亚硫酸钠预处理和盐酸预处理,得率分别为87.57%和82.49%。

含有光伏发电的分布式能量系统设备容量优化

针对分布式能量系统配置容量与实际负荷不匹配导致的设备运行小时数低和系统节能率较低的问题,本文以系统一次能源节约率和年总成本节约率最大为目标,采用带有压缩因子的粒子群优化算法和遍历法,考虑可变电制冷率建立了含有光伏发电的分布式能量系统关键设备容量优化模型,将该模型应用于北京某宿舍楼的分布式能量系统容量优化,并与考虑固定电制冷率容量优化的结果相比较,分析2种不同优化方法下储热系统的年运行情况。结果表明:考虑可变电制冷率的容量优化方法可有效提高系统经济性和综合性能;逐时优化后的电制冷率可降低系统余热量,减小储热系统容量。此外,分析得到了关键设备容量变化对系统性能的影响。

碱性亚硫酸盐耦合低压蒸汽预处理慈竹及其纤维素酶解转化

慈竹作为一种富含纤维素、分布广泛的草类资源,是生产纤维素燃料乙醇的潜在原料。本文采用碱性亚硫酸盐法与低压蒸汽爆破相结合对慈竹原料进行预处理,在保留碳水化合物的同时能够有效脱除大量木质素进而提升后续的纤维素酶水解效率。通过正交试验确定最优工艺条件为反应温度140℃、亚硫酸盐用量40%、氢氧化钠用量15%。水解试验中加入质量分数5%的最优工艺条件预处理慈竹原料72 h,纤维素酶解生成葡萄糖得率达到88.54%。在此基础上将碱性亚硫酸盐与低压蒸汽爆破预处理相耦合,有效简化了预处理工艺并降低成本,可实现慈竹原料"一步法"高效预处理,纤维素保留率为89.25%,葡萄糖得率达87.25%。

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。

纤维素酶/木聚糖酶产生菌株的筛选及其降解小麦秸秆的研究

从自然环境中筛选出1株可同时分泌纤维素酶和木聚糖酶的菌株,并对其降解小麦(Triticum aestivum L.)秸秆的特性进行分析。结果表明,ZH-19菌株可同时高产纤维素酶和木聚糖酶。经形态特征和ITS保守区测序分析确定该菌株为Penicillium thiersii。菌株降解小麦秸秆的过程中,纤维素酶活和木聚糖酶酶活分别在第6天和第7.5天达到其最大值,分别为145.54、93.20 U/m L;纤维素比半纤维素降解的速率要快,表明在小麦秸杆降解过程中,可能需要纤维素酶、半纤维素酶的协同作用,才能实现对木质纤维素的最大降解。

提高菌株KE6-12对爆破秸秆同步糖化发酵适应性研究

利用可消化戊糖的菌株KE6-12进行发酵,以提高蒸汽爆破预处理玉米秸秆纤维素乙醇产率。通过调节预处理液的pH、发酵温度及采取补料策略提高菌株KE6-12对蒸汽爆破处理玉米秸秆同步糖化发酵的适应性。研究发现,在pH为5.0,温度为35℃条件下,经洗涤的预处理样品发酵96 h后,乙醇转化率可达到76%(相对于原料中葡萄糖含量);未洗涤样品仅为25%,将pH调至5.5,发酵144 h后转化率可提高至68%。采用补料策略B(发酵初加入纤维素酶,并分数批加入预处理后样品),将发酵温度降至30℃,144 h后发酵液中乙醇浓度达到27.6 g/L,转化率达到理论值的78%。通过调整发酵工艺,提高了可消化戊糖菌株的乙醇产率,对工业化应用具有一定的借鉴意义。