纳米气泡水与沼液联合浸泡对水稻秸秆厌氧产气性能的影响

文章以水稻秸秆为研究对象,采用4种浸泡溶剂(去离子水、纳米气泡水、沼液、纳米气泡水联合沼液)对水稻秸秆进行5 d厌氧预处理,研究了不同浸泡预处理对挥发性脂肪酸含量、木质纤维素含量以及甲烷产率的影响。结果表明:纳米气泡水和沼液浸泡均促进了水稻秸秆的水解过程;纳米气泡水联合沼液组的处理效果最为突出,挥发性脂肪酸含量达到了6470 mg/L,纤维素和半纤维素降解率分别达到了12.1%和23.7%,最大累积甲烷产率提高了19.5%。

热水和木聚糖酶预处理制备麦草碱法化机浆的研究

对热水和木聚糖酶预处理的麦草碱法化学机械制浆过程中热水和木聚糖酶预处理的效果进行了研究。结果表明 ,在适宜条件下 ,采用热水和木聚糖酶预处理原料可以有效改善麦草碱法化机浆的抗张指数和撕裂度、降低碱的消耗 ,虽然成浆的白度稍有降低 ,但可漂性增加 ,漂白浆白度增加。热水预处理适宜的温度是 90℃ ,酶预处理段较佳的木聚糖酶用量和处理时间分别为 1 5IU/g和 1 2 0min。

高温液态水法水解稻秆的试验研究

以广州郊区的稻秆为原料,利用自行设计的小型反应器,以高温液态水的预处理方法,考查了反应时间、温度、压力、液固比、搅拌转速以及预热时间对稻秆水解的影响。实验结果发现:在200℃,压力为4.0MPa,液固比为20∶1,搅拌转速500r/min,预热时间为40min时还原糖浓度达到最大值,还原糖转化率为51.85%,原料转化率达到48.18%。通过范氏分析及扫描电镜对此工况下的水解残渣进行了分析,发现半纤维素水解率达到88.90%,预处理后的原料疏松,孔隙增加,因而能够较大程度地提高后续纤维素酶水解的效率。

高灰分麦糠水热预处理及其酶水解性能研究

以高灰分含量麦糠(WWS)为原料,考察了水热预处理,以及预水洗后水热预处理对麦糠化学组分及其酶水解性能的影响。研究结果表明:麦糠在固液比1∶10(g∶mL)和180℃条件下水热预处理40min,预处理麦糠的酶水解性能和酶解可发酵糖生成量最高,葡聚糖和木聚糖酶水解得率分别为40.84%和39.67%,可发酵糖生成量为15.74g(其中葡萄糖11.68g、木糖4.06g)。进一步对预处理麦糠酶水解过程中酶用量进行优化,发现在纤维素酶用量40FPU/g(以葡聚糖质量计)、木聚糖酶用量140U/g(以木聚糖质量计)和β-葡萄糖苷酶用量48U/g(以葡聚糖质量计)条件下,预处理麦糠葡聚糖和木聚糖酶水解得率可达最优值,分别为48.98%和49.06%。麦糠吸附型灰分的酸缓冲作用是制约其水热预处理效果的关键因素,预水洗可有效降低麦糠的灰分,同时提高葡聚糖和木聚糖含量;麦糠经洗涤比500∶1(mL∶g)预水洗后进行水热预处理,预处理麦糠的葡聚糖和木聚糖酶解得率分别从未水洗时的48.98%和49.06%提高到65.59%和70.11%,此时酶水解液中葡萄糖和木糖质量浓度分别可达17.50和4.75g/L。同时,麦糠预水洗可有效降低后续酶解过程的纤维素酶用量。

造纸废弃物麦草废渣高温自水解预处理对酶水解性能的影响

对造纸废弃物麦草废渣进行高温自水解预处理,并对预处理后的麦草废渣进行组成分析和酶解,以纤维素和木聚糖的酶解得率为考核指标,研究了不同自水解预处理条件对麦草废渣酶解的影响。研究表明,预处理后麦草废渣的化学组成和物理结构均发生了改变,纤维素的含量增加,比表面积增大且促进了纤维素的酶解。酶解结果显示,温度对预处理麦草废渣的酶水解得率有着极其显著的影响。以200℃自水解预处理60 min的麦草废渣为酶水解底物(质量浓度50 g/L),添加纤维素酶35 FPIU/g(以纤维素计,下同)、β-葡萄糖苷酶25 IU/g、木聚糖酶120 U/g及2 g/L聚乙二醇(PEG6000),酶解体系50 m L,于50℃酶解36 h,其纤维素和木聚糖酶解得率分别达86.29%和74.03%,是麦草废渣经170℃自水解40 min后酶解得率的2.3倍和2.8倍。

液态热水法预处理对稻草-木材复合材料性能影响试验

稻草灰分含量较高,并且表皮被二氧化硅所覆盖,使用传统的脲醛树脂(UF)生产的100%的稻草板强度低、尺寸稳定性差、耗胶量大。采用液态热水法预处理稻草,预处理温度分别为160和170℃,时间分别为2、4、6 min。预处理后的稻草与木质刨花按1∶1的比例进行混合,以脲醛树脂为胶粘剂制造密度为0.75 g/cm3的稻草-木材复合材料,热压温度与压力分别为150℃和3.5 MPa,施胶量为12%。试验结果表明,由经过160℃、停留时间为6 min和170℃、停留时间分别为4 min与6 min预处理的稻草制备的板材达到了国标GB/T 4897—2003对于强度性能的要求。

里氏木霉Rut-C30发酵热水预处理稻草产纤维素酶

为提高工业生产菌Trichoderma reesei Rut-C30产酶能力,以热水预处理稻草(hot water pretreated rice straw,HWPRS)为碳源,开展系统优化培养基与培养条件以及采用添加剂等方面的实验工作。菌株初始摇瓶发酵HWPR产纤维素酶在168 h时滤纸酶活(FPA)为1.20 U/m L。通过单因素实验与正交实验,获得最佳培养基(g/L):HWPRS 50.0、玉米浆6.0、(NH_4)_2SO_44.0、KH_2PO_41.0、尿素0.2、MgSO_4·7H_2O 0.4、CaCl_20.3;最佳培养条件:pH6.0、转速220 r/min、温度30℃、接种量φ6%;优化后菌株产酶FPA达2.69 U/m L,是优化前2倍以上。添加吐温-80能显著提高产酶,β-葡萄糖苷酶活(BG)提高26%;添加乳糖主要能提高BG酶活;实验中首次发现壳聚糖类物质能促进纤维素酶发酵,其中壳聚糖效果最明显,添加1.5 g/L壳聚糖时纤维素酶FPA与BG分别提高了10%和30%,使纤维素酶FPA、CMCase和BG分别达到3.67、8.65和1.76 U/m L。该产酶稳定性为上罐实验证实,所产纤维素酶FPA水平是初始摇瓶发酵的3倍,初步显示了其工业发酵潜力。

稻草半纤维素预提取对纸张物理性质的影响

对稻草高温热水预提取半纤维素的条件进行了研究。结果表明,预提取温度和时间影响水解液中还原糖的含量。从得率和还原糖含量两个方面考虑,最佳的预提取条件为150℃,升温1 h,保温1.5 h,此时水解液中还原糖含量为4.65 g/L。半纤维素预提取后,纸张的抗张指数明显下降,撕裂指数增加。

稻草纤维-马铃薯淀粉复合材料热压制备工艺研究

以稻草纤维和马铃薯淀粉为主要原料,采用热压成型法制备稻草纤维复合材料,研究不同处理方法,纤维尺寸、淀粉基体与稻草纤维比例、热压温度和甘油含量对其力学性能和吸水率的影响。运用正交试验法对试验进行参数优化。结果表明:与仅经单一偶联剂处理的试样相比,NaOH复合处理试样的性能得到显著改善。纤维尺寸为60目,淀粉基体与稻草纤维比例(质量比)为1:1.5,甘油含量为40%,热压温度为150 ℃时,试样拉伸强度最大为1.93 MPa;淀粉基体与稻草纤维比例为1:2,纤维尺寸为60目,甘油含量为40%,热压温度为160 ℃时,试样弯曲强度最大为2.91 MPa;纤维尺寸为40目,淀粉基体与稻草纤维比例为1:2,热压温度为150 ℃,甘油含量为30%时,试样耐水性最好为112%。