微波预处理对水稻秸秆糖化率与成分和结构的影响

利用微波辐照对水稻秸秆进行预处理,研究了优化条件下以水为媒介的微波辐照对秸秆酶解糖化率及酶吸附能力的影响。通过预处理前后秸秆主要化学成分的变化,以及FTIR、XRD和AFM对其表面形貌结构的表征,研究了微波促进水稻秸秆酶解的机制。结果表明:微波辐照可以破坏水稻秸秆表面特殊的'角质-双硅层'结构和木质素-半纤维素复合体,去除部分硅和木质素含量,因此能有效减少秸秆对酶的吸附,同时提高纤维素酶的酶解效率。

微波预处理稻草糖化工艺研究

比较了不同微波处理方式对稻草糖化过程的影响。结果显示,在本试验条件下,微波与碱联合预处理稻草最有利于稻草糖化。对微波功率及处理时间进行了考察,并对经微波与碱联合预处理的稻草糖化的工艺条件通过正交试验进行了优化,得到稻草最佳糖化条件:底物浓度 10g/L,温度 45℃,pH值 4. 8,每克底物酶用量 20mg。

乙醇-磷酸预处理对稻草酶解糖化的影响

为了提高制生物质酒精时稻草酶解糖化率,该文采用常温常压乙醇-磷酸预处理稻草。研究了预处理温度、乙醇体积分数、预处理时间对稻草糖化率的影响以及最优条件下的回用乙醇-磷酸预处理稻草糖化效果。结果表明,在50℃、乙醇体积分数50%、处理时间60min条件下,稻草酶解糖化率从10.03%提高到57.75%。回用乙醇-磷酸预处理后稻草糖化率达到56.89%,与乙醇-磷酸预处理后糖化率相接紧,可减少蒸馏回收乙醇次数,降低能量消耗,节省运行费用。对比预处理前后稻草物理和化学性质的变化表明,乙醇-磷酸预处理使稻草的晶状结构遭到破坏、孔隙度增加、比表面增大,易于被微生物或酶酶解。乙醇-磷酸预处理后的过滤液容易通过蒸馏、离心、过滤等方式分离得出乙醇、木质素、磷酸等有用原料。该研究提供了一种温和条件下可运用于循环生产的稻草预处理方法。

3种低温等离子体技术对水稻秸秆糖化率的影响

为探寻环境友好的秸秆预处理方法,提高秸秆等生物质资源的利用效率,以水稻秸秆为原料,采用3种不同的低温等离子体装置:灭菌柜、介质阻止放电及射频电容耦合对其进行预处理,分别对3种方法的处理条件进行优化,并在此基础上考察预处理后秸秆对纤维素酶的吸附能力及纤维素和半纤维素的糖化效率。结果表明,与未处理的秸秆对照相比,3种方法均可以降低水稻秸秆对纤维素酶的吸附能力,同时提高秸秆中纤维素和半纤维素的糖化率;其中,介质阻挡空气放电对秸秆的处理效果最好,秸秆对酶的吸附率比未处理秸秆的对照组降低了67.6%,而纤维素和半纤维素的糖化率分别比未处理秸秆的对照组提高了34.6%和44.7%。该研究为今后利用低温等离子体预处理秸秆相关技术的改进和深入研究提供了参考。

氨水浸泡稻草秸秆对纤维素酶解产糖的影响

为了有效提高木质纤维素酶解糖化率,以稻草秸秆为研究对象,采用氨水预处理实验,考察稻草秸秆粉粒度、氨水质量分数、预处理时间、预处理温度、液固比对稻草秸秆酶解糖化的影响。结果表明:稻草秸秆经60目过筛后用14%氨水按液固比9∶1在50℃处理35h,糖化率达61.42%。

碱预处理稻草的酶解糖化(英文)

在常温(28℃)下用稀硫酸、氢氧化钠、氨水、过氧化氢溶液处理稻草原料,以实际糖化率为衡量指标对预处理效果进行比较。结果表明2%氢氧化钠溶液预处理效果最好。稻草原料通过温和的碱预处理后,绝大部分木质素被去除,但仍然有超过一半的半纤维素残留。以康宁木霉(T.koningii)QF-02生产的复合酶比两种商品纤维素酶制剂能更有效酶解糖化碱预处理稻草。自制复合酶的最适温度和最适pH分别为50℃和4.8;考虑酶解效率和操作费用,酶解时间48h、酶载量10FPU/g稻草、底物浓度8%(w/v)是合理的选择。

超声波协同稀碱液处理稻草秸秆酶解糖化的研究

采用超声波与稀碱液联合预处理稻草秸秆,借助红外表征、X衍射和扫描电镜成像分析,对预处理稻草的结构组成以及酶解糖化进行了研究。结果表明:在超声场下的稀碱液能破坏稻草的秸秆结构,使更多的木质素被剥离,并由此提高秸秆的糖化率;与2%碱液处理相比,超声协同下的1%NaOH用量减少50%,纤维素损耗降低4%,稻草秸秆的糖化率达到27%(增加了7%),最终超声协同2%NaOH处理过的秸秆糖化率最高达30%。

磷酸-丙酮预处理对水稻秸秆酶解糖化的影响

为提高水稻秸秆木质纤维素的能源化利用效率,采用磷酸-丙酮对水稻秸秆进行预处理,研究预处理水稻秸秆粒径、固液比、温度、时间对纤维素酶水解糖化率的影响,并用扫描电镜分析预处理前后水稻秸秆结构的变化。结果表明,水稻秸秆预处理的适宜条件为:粒径≤380μm、固液比1∶8、温度80℃、处理时间为1.5 h,在此条件下预处理的水稻秸秆纤维素酶水解糖化率从未处理水稻秸秆的18.6%提高到预处理后的65.4%。SEM分析表明,经磷酸-丙酮预处理,水稻秸秆晶状结构遭到破坏,并崩解为碎片,从而使后续的纤维素酶水解糖化率显著提高。

响应面法微波预处理稻草秸秆产还原性糖的优化研究

利用响应面法对微波预处理稻草秸秆进行了条件优化,并对诸因素影响的显著性进行分析。结果表明:微波功率和微波加热时间的交互影响较为明显,各因素影响的显著性依次为微波功率和微波加热时间的交互作用>液固比>微波加热时间>微波功率。最佳优化条件为液固比29:1、微波加热时间5min、微波功率320W,此时还原糖浓度为360.5μg/mL,为研究结果中最高,该结果与只经机械粉碎时的237.4μg/mL相比其还原糖浓度提高了51.8%。

微波前处理对水稻秸秆酶解性能的影响

[目的]利用微波预处理破坏秸秆中半纤维素、纤维素和木质素复合物,改善秸秆质地和结构,提高其生物降解效率,为秸秆生物质能开发创造条件。[方法]通过Box-Behnken设计和响应面法对水稻秸秆进行微波预处理优化试验,并通过秸秆结构表征比对来考察微波处理对水稻秸秆酶解性能的影响。[结果]利用响应面法得到微波前处理的最佳操作参数:功率(MI)700 W,反应时间(IT)28min,固液比(SC)75 g/L。在最优条件下,秸秆的还原糖收率为11.86%,比未处理时增长了47.33%,与秸秆结构的FTIR、电镜等表征结果相符。[结论]微波预处理会破坏秸秆表面的蜡质和硅化细胞,还可以部分分解木质素与半纤维素复合物,提高了水稻秸秆的生物降解性能,具有良好的应用前景。

氢氧化钠和碱性双氧水预处理对水稻秸秆酶解效果的影响

为提高水稻秸秆生物转化产糖效率,分别用氢氧化钠和碱性双氧水对其进行预处理,并考察处理液浓度、温度和时间对木质纤维素酶解糖化效果的影响.通过分析预处理前后水稻秸秆组分和结构变化,揭示氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理对水稻秸秆酶解效果的影响机理.结果表明:①在80℃的条件下,使用1.25%的氢氧化钠对水稻秸秆水浴处理3 h后效果较好,且酶解72 h后还原糖含量为480.81 mg/g.②在50℃的条件下,使用碱性双氧水(1.5%的氢氧化钠+2%的双氧水)对水稻秸秆水浴处理5 h后效果较好,且酶解72 h后还原糖含量为575.85 mg/g.③与未预处理的水稻糖化效果(132.7 mg/g)相比,经氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理后,水稻秸秆酶解产糖率分别提高了262.3%和336.2%.④扫描电镜显示,经氢氧化钠和碱性双氧水预处理后,水稻秸秆的比表面积均显著增加,表面结构更加疏松.⑤红外光谱和X射线衍射光谱表征显示,氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理均可消解水稻秸秆中的木质素并使其转化成纤维素,从而可以促进后续的酶解糖化效果.研究显示,氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理都能较好地促进水稻秸秆的酶解糖化过程,得到较高的糖含量.

半同步和同步糖化发酵稻草转化乙醇的研究

利用酿酒酵母或酿酒酵母和树干毕赤酵母,半同步和同步糖化发酵稻草转化乙醇。以稻草作为底物,外加污泥或污泥预处理液来调节发酵过程中的碳氮比(C/N),探讨了不同工艺、不同酵母和不同外加营养物质(污泥或污泥预处理液)对稻草糖化发酵转化乙醇过程的影响。在p H值为6、发酵温度为37℃、5 m L酿酒酵母、20 FPU纤维素酶的条件下,利用1 g预处理稻草和60 m L污泥预处理液进行半同步糖化发酵36 h,得到的最高乙醇得率为0.40 g/g。

微波/酸/碱/H2O2预处理稻草及其糖化工艺研究

将微波技术用于植物纤维素原料的预处理和糖化过程。以稻草作为纤维素原料,比较了不同微波预处理方式对稻草糖化过程的影响。结果显示,微波/酸/碱/H2O2联合预处理稻草最有利于稻草的糖化,糖化的最佳时间为72 h,还原糖质量浓度达到36.85 g/L。