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。

利用5种牧草生产清洁燃料乙醇的不同预处理效果

选用白茅、稻草、大米草、黑麦草、高羊茅5种牧草为试验材料,在预处理阶段采用稀酸预处理、稀碱预处理、高温热水预处理、酸催化高温热水预处理,然后又进行纤维素酶的水解试验。结果表明:1)高温热水预处理方法在预处理阶段除稻草外,其他牧草产生的单糖都以甘露糖为主,且在酶解过程中产生的单糖虽以葡萄糖为主,但其最高酶解率仅为6.90%。而稀酸预处理、稀碱预处理、酸催化高温热水预处理方法的效果均明显优于高温热水预处理方法,都比较适宜于利用牧草生产清洁燃料乙醇的预处理过程中;2)针对不同的牧草其最适的预处理方法也各不相同,白茅、大米草的最适预处理方法为稀酸预处理;稻草的最适预处理方法为酸催化高温热水预处理;黑麦草和高羊茅的最适预处理方法为稀碱预处理。

不同预处理方法对麦草化学组分及其酶解性能的影响

以麦草为原料,探讨了高温热水(LHW)、氨水浸渍(SAA)、Na OH和Na OH联合乙醇(Na OH-ET)4种预处理方法对麦草化学组分及其酶水解糖转化率的影响。结果表明:LHW对聚戊糖有较高的去除率,188℃保温40 min处理,木聚糖和阿拉伯聚糖的去除率分别为73.11%和83.10%,但对木质素的去除率较小仅为21.32%。Na OH具有较好的脱木质素和去除灰分作用,麦草经1%Na OH,140℃保温3 h后木质素去除率为72.00%,灰分去除率为75.93%。因木质素在乙醇中有较好的溶解性,相同温度和时间条件下,麦草经1%Na OH与50%乙醇联合预处理,木质素去除率提高至84.11%。XRD检测结果表明,伴随着木质素和半纤维素的溶出,不同方法预处理后物料的结晶度不同程度增加,由原料的28.80%增加至预处理后的31.23%~33.61%。由于木质素和半纤维素的部分脱除,提高了酶对纤维素的可及性,物料经30 FPIU/g(以纤维素质量计,下同)纤维素酶和30 IU/gβ-葡萄糖苷酶酶解72 h后,糖转化率明显提高,其中Na OH-ET预处理物料的酶解总糖转化率(以麦草原料为基准)最高达90.05%,是麦草原料的7.5倍。

能源植物大米草的预处理及全组分酶水解研究

以大米草为原料,研究高温热水预处理方法和酶添加量、水解工艺等对水解效率的影响.研究表明,当酶添加量为3.6%,反应时间为72 h时,还原糖得率最高.通过XRD、红外光谱和扫描电镜等手段表征,进一步揭示了预处理效果.