弱碱性亚硫酸盐法预处理蔗渣的研究

为获得较高的还原糖转化率,用正交实验和单因素实验优化了弱碱性亚硫酸盐预处理蔗渣的工艺条件并将预处理后的蔗渣进行高浓磨浆后再进行酶解处理,采用X射线衍射、红外光谱和扫描电镜对比了蔗渣原料纤维、预处理后和酶解后蔗渣纤维的结晶度和形态的变化。结果表明,在NaOH用量1.5%(化学品用量对蔗渣绝干质量而言)、Na2SO3用量10%、液比1∶5、蒸煮最高温度160℃、升温时间1 h、保温时间1 h的预处理条件下,酶解后的蔗渣还原糖转化率较高,为61.1%(对蔗渣原料)。预处理后蔗渣纤维素的结晶度由预处理前的57.1%变为63.3%;酶解后蔗渣纤维素的结晶度由预处理后的63.3%变为55.6%。蔗渣纤维经预处理后和酶解后,各晶面的晶体尺寸增大。红外光谱分析表明,预处理后和酶解后的蔗渣纤维在1037 cm-1处出现了磺酸基的特征峰,说明预处理后蔗渣纤维的部分木素被磺化。预处理后蔗渣纤维表面形成许多微孔,暴露出大量的细小纤维,纤维比表面积增大;酶解后,蔗渣纤维的结构被破坏,有大量的残余块状木素。

碱性预处理对稻草秸秆酶解的影响

以稻草秸秆为原料,弱碱性预处理后进行酶解糖化,对预处理前后的稻草秸秆进行扫描电镜观察,研究预处理条件对稻草秸秆半纤维素、纤维素、木质素含量及损失率的影响,通过酶解还原糖的释放量来判断预处理的效果.结果表明:碱性预处理降低了稻草秸秆中木质素的含量,提高了纤维素的含量,增加了纤维素酶与底物的酶解可及度,促进了稻草秸秆酶解糖化.经2.0%NaOH、60℃、固液比1﹕12处理24h后的稻草秸秆,在pH5.0、加酶量31.2mg/g、45℃条件下酶解120h的还原糖达到了790.3mg/g,糖化率为81.01%.扫描电镜观察显示,经碱性预处理过的稻草秸秆孔隙度增大,机械组织暴露,酶解的有效比表面积增大,酶解速率加快.