玉米秸秆发酵法生产燃料酒精的研究进展

玉米秸秆是丰富的、可再生的资源,主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。玉米秸秆经过预处理,水解和发酵可生成酒精。介绍了玉米秸秆生产酒精几个关键工艺的最新进展。

玉米秸秆木质素的提取工艺优化及表征

应用碱溶-醇沉-酸析方法提取玉米秸秆木质素,Box-Behnken试验优化工艺条件为Na OH溶液浓度2.40 mol/L、反应时间3.10 h、提取温度74℃,木质素的提取率达到69.71%。经热重、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见吸收光谱结构分析表明,木质素在130~500℃内发生热分解反应,部分官能团发生交联后具有很高的热稳定性,最大紫外吸收峰位于282 nm波长处,存在较多的化学活性基团。所得木质素因其化学活性高,可通过分子设计改性形成高分子材料,从而为玉米秸秆的资源化利用提供新途径。

酒精清液发酵玉米秸秆替代全株玉米青贮对奶牛生产性能的影响

本试验旨在研究酒精清液发酵玉米秸秆替代全株玉米青贮对奶牛生产性能的影响。选取体重、年龄、胎次、产奶量和泌乳期相近的中国荷斯坦泌乳牛40头,随机分为2组,每组20头牛。试验分3期,各期的对照组均饲喂全株玉米青贮饲粮,各期的试验组分别饲喂用酒精清液发酵玉米秸秆替代30%(30%替代组)、60%(60%替代组)或100%(100%替代组)全株玉米青贮的试验饲粮。试验期27 d。结果表明:1)酒精清液发酵玉米秸秆的粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、中性洗涤不溶蛋白质(NDIP)和酸性洗涤不溶蛋白质(ADIP)含量都显著高于全株玉米青贮(P<0.05)。2)与对照组相比,60%替代组奶牛的干物质采食量(DMI)增加了9.45%(P<0.05),产奶量无显著变化(P>0.05);100%替代组奶牛的DMI差异不显著(P>0.05),但产奶量降低了12.05%(P<0.05)。3)各试验组中,乳成分的百分比与对照组相比均差异不显著(P>0.05)。与对照组相比,100%替代组乳蛋白的净含量提高了4.65%(P<0.05),而其他乳成分净含量显著降低(P<0.05)。由此可知,用酒精清液发酵玉米秸秆适量替代(30%或60%)全株玉米青贮不会影响奶牛的生产性能。

玉米秸秆发酵法生产燃料酒精的研究进展

玉米秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。玉米秸秆经过预处理,水解和发酵生成酒精。本文介绍了预处理,水解,发酵几个关键工艺的研究进展。

玉米秸秆糖醇黑液化学改性制备木质素基减水剂的研究

玉米秸秆糖醇黑液在100~140℃下与甲醛、Na_2SO_3溶液(摩尔比0.6~0.8)发生磺化、磺甲基化反应2~4h,制备出木质素基减水剂,由傅里叶变换红外光谱表征其结构。通过减水率、凝结时间及抗压强度分析木质素基减水剂对水泥水化的作用规律,并结合X射线衍射和扫描电镜研究木质素基减水剂对水泥水化进程的影响。结果表明:改性制备的木质素基减水剂,可有效减缓水泥初期水化,促进后期水化,对水泥颗粒有良好的分散效果;水灰比0.35、掺量为1.2%时,减水率为17.5%,达到高效减水剂标准;掺加减水剂试样的初凝、终凝时间均显著延长,能有效提高水泥硬化体抗压强度。

玉米秸秆糖醇发酵产丁二酸及表征

以玉米秸秆糖醇液为原料,考察产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes)X-1对不同单一碳源的同化能力,并验证产琥珀酸放线杆菌可同化利用玉米秸秆糖醇液。利用Box-Behnken中心组合设计试验,通过响应面分析法优化发酵工艺参数为:玉米秸秆糖醇液初始还原糖质量浓度42.81 g/L、酵母膏质量浓度12.53 g/L、缓冲剂Mg CO3质量浓度15.90 g/L,经5 L发酵规模实验,发酵周期48 h,丁二酸产率为85.1%,还原糖利用率为85.4%。经红外光谱和核磁共振表征其发酵产物为生物基丁二酸。

气相色谱法测定秸秆水解液中的糠醛和乙酸含量

采用毛细管柱气相色谱定量分析法测定秸秆水解液中的糠醛和乙酸含量,在该方法条件下,糠醛和乙酸的分离度为4.70。糠醛和乙酸的标准曲线线性相关系数均大于0.999,精密度试验中,糠醛和乙酸的RSD分别为3.36%和3.99%,加标回收试验,糠醛和乙酸平均回收率分别为100.2%和99.2%。该方法操作简便、灵敏度高,并具有良好的精密度与准确度。

超临界CO_2处理玉米秸秆残留木质素形态及脱除研究

基于玉米秸秆纤维素酒精的原料预处理中残留木质素阻碍纤维素酶解的难题。本研究以超临界CO_2流体的预处理过程难以脱除的残留木质素为研究对象,采用SEM、ATR-FTIR、XPS等手段对残留木质素存在形式进行了考察,分析残留木质素难以脱除的原因,在此基础上,探讨了不同洗涤方法对于残留木质素的脱除效果。预处理后难以脱除的残留木质素以球状颗粒形式不均匀分布在纤维素表面,颗粒直径在0.1~0.9μm。同时分别采用乙醇水和氢氧化钠等洗脱方法对残留木质素进行脱除,研究发现两种洗脱方法均能有效脱除纤维素表面的残留木质素,但与乙醇水溶液相比,NaOH溶液的洗脱效果更好。