苯氧乙醇耦合酸/碱预处理竹屑中残留木质素对其纤维素酶水解的影响

以竹加工剩余物竹屑为对象,探究苯氧乙醇耦合酸/碱溶液预处理竹屑,分析了预处理后竹屑中残留木质素的结构特性和理化性质,并通过荧光光谱和表面等离子共振技术揭示不同方法预处理后的竹屑中残留木质素对纤维素酶的非生产性吸附机制。结果表明:随着苯氧乙醇体系中酸/碱加入,酶解72 h预处理竹屑的纤维素酶解得率从9.39%提高到67.38%和55.41%。对残留木质素进行表征,发现当温度升高,木质素的紫丁香基/愈创木基结构单元(S/G)的比值增高,且木质素相对分子质量分布更均匀。2D-HSQC NMR、^(31)P NMR、表面电荷及疏水性等测试结果表明:木质素对纤维素酶水解的抑制作用与其酚羟基含量、疏水性和Zeta电位有关。荧光光谱和表面等离子共振技术表明:木质素与纤维素酶作用的主要驱动力类型与预处理温度、苯氧乙醇体系中酸/碱溶液的加入相关。不同预处理竹屑中木质素与纤维素酶的亲和力不同,其中纯苯氧乙醇预处理竹屑中木质素与纤维素酶的亲和力最高,其次为纯酸/纯碱溶液预处理的木质素,而苯氧乙醇与酸/碱耦合预处理竹屑中木质素对纤维素酶的亲和力最低。

硫酸/乳酸混合催化水解糠醛渣纤维素制备纳米晶纤维素

以甲酸提取糠醛渣(FR)中的纤维素为原料,经硫酸、乳酸和水组成的混合酸催化水解制备纳米晶纤维素(NCC),研究优化了制备工艺。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)对糠醛渣纳米晶纤维素的进行表征。结果表明,当硫酸占比30%、乳酸占比5%,在40℃温度下反应时间2.5h,制备的NCC为棒状,直径9~15nm、长度60~150nm,结晶度82.74%,收率为68.88%,具有良好的水中分散性。

纤维素超低酸水解产物的分析

基于木质纤维素类生物质水解为人类提供乙醇等能源、化工产品的重要性,该文以定量滤纸模拟生物质的主要组分-纤维素,以其超低酸水解试验得到的最佳工况下液体产物和固体残渣为研究对象,通过高效液相色谱(HPLC)结合KS-802糖柱对产物质中糖的种类进行了划分,以GC-MS对副产物进行定性,并通过扫描电镜(SEM)及热重和工业分析元素分析对固体残渣作了从表观到内部的研究,发现纤维素超低酸水解主要生成纤维四糖、三糖和二糖等低聚糖和葡萄糖及果糖,反应副产物有糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸及一些小分子酮、醛类和酸类极性化合物,水解残渣已完全改变了原始形貌,热裂解活性增强,残留物中碳和灰分含量有较大增加,最后根据分析结果探讨了纤维素超低酸水解的反应途径,为木质纤维素类生物质水解技术的规模化利用打下基础。

竹屑及其主要组分低温热解和酸水解蒸馏产物分析

采用乙醇制浆法对毛竹屑的3种主要组分--木聚糖、木质素以及纤维素进行分离,比较竹屑低温热解、竹屑及其三大组成成分酸水解蒸馏产物主要化学成分的异同.结果表明：收集竹屑在120～140℃酸水解的馏分,其甲醇含量低,醋酸和糠醛含量较高;蒸馏产物中醋酸、糠醛主要来源于木聚糖的降解,甲醇则主要来源于木质素的降解,而纤维素酸水解蒸馏产物中只检测出极少量的醋酸和糠醛;竹屑酸水解产生的甲醇、醋酸及糠醛质量都大大高于等质量竹屑中三大组分木聚糖、木质素和纤维素分别进行酸水解产生的相应产物的总和;对分离得到的木聚糖进行酸水解蒸馏可以获得醋酸、糠醛和乙醇含量丰富而甲醇含量很少的优质竹醋.

纤维废渣酶水解及L-乳酸发酵的研究

木糖厂的纤维废渣中,纤维素为主要成份, 本文用纤维素酶对木糖厂的纤维废渣进行酶解，继而研究了用米根霉进行乳酸发酵。结果表明，实验条件下，纤维废渣可用纤维素酶直接水解或经碱处理后进行酶水解, 9%的纤维废渣经酶解后还原糖浓度为39.6mg·mL-1，纤维素糖化率为68.2%. 物料经碱处理后酶解液的还原糖浓度为48.2mg·mL-1, 比碱处理前提高了约16.1%。水解液用米根霉进行乳酸发酵，乳酸的浓度达到了29.5mg·mL-1，比用碱处理前物料酶解液乳酸发酵的乳酸浓度(24.0mg·mL-1)增加了约23%，但过程的总体效率有待进一步提高。

酸水解法提取剩余污泥蛋白质的条件优化

为充分提取污水污泥中的细胞蛋白,实现污泥的增值利用,以青岛市李村河污水处理厂剩余污泥为材料,采用酸水解法提取剩余污泥中的蛋白质.经正交试验综合考察了水解温度、水解时间、反应体系pH和固液比(污泥样品质量(g)/加水体积(mL))等因素对剩余污泥蛋白质提取率的影响.结果表明:水解温度和反应体系pH对蛋白质提取率的影响较大;通过试验获得的提取污泥蛋白质的最优工艺条件是水解温度为121℃,水解时间为5 h,反应体系pH为1.25,固液比为1∶3.0.在上述条件下,剩余污泥蛋白质提取率可达62.71%,水解后的剩余残渣经干燥后测定可知,其质量相对于原污泥样品质量(干重)削减率达到30.49%.试验证明,选用该法不仅可以达到破解剩余污泥细胞并释放蛋白质的目的,还可以使污泥减量.

超声波辅助酸法制备纳米薯渣纤维素的工艺研究

为了提高甘薯加工副产品的高值化利用,以甘薯渣纤维素为原料,应用超声波辅助酸法制备纳米薯渣纤维素。通过对超声波功率、酸体积分数、酸解温度和酸解时间4个影响因素进行单因素及正交试验,获得了纳米薯渣纤维素的最佳制备条件,并通过透射电镜和X-射线衍射对其进行进一步的分析。结果表明:纳米薯渣纤维素制备的最佳工艺参数为超声波功率120 W、酸体积分数65%、酸解温度55℃、酸解时间120 min,此条件下纳米薯渣纤维素的产率为42.85%;纳米薯渣纤维素的形态表现为不规则球状,粒径在20～40 nm范围内,并且其仍具有纤维素的晶型,结晶度有明显的提高。

马占相思树皮废弃物酸水解及活性炭制备研究

通过测定生产栲胶后马占相思树皮废弃物中半纤维素,纤维素以及木质素的含量,认定其可作为林产化工产品的原料。对废弃物酸水解所需的条件做了考察,采用磷酸活化法用废弃物制备了活性炭。结果显示硫酸浓度为12%,水解2 h还原糖得率最高。对废弃物热解制得的活性炭进行亚甲蓝吸附实验,结果发现吸附力较差,推测认为与极性基团增多产生屏蔽效应有关。研究结果为栲胶厂马占相思树皮废弃物的深度利用提供了依据。

玉米芯酸水解残渣的热解特性

在热重分析仪和管式炉热解装置上对玉米芯酸水解残渣(简称残渣)的热解过程进行了研究,并利用气相色谱(GC),气相色谱-质谱联用(GC-MS)和扫描电镜(SEM)对热解产物进行了分析。热重分析结果表明,残渣的热裂解主要发生在280℃～450℃,仅在340.7℃有一个明显的失重峰。管式炉热解实验表明,随着热解终温的升高,残渣的气相产物产率明显增加,而固相和液相产物产率均有所下降。GC分析结果表明,H2和CH4的产率随着热解终温的升高而升高,CO2产率呈现下降趋势;与玉米芯热解气相产物相比,残渣热解CO、H2和CH4的产率较高,CO2产率较低。GC-MS结果表明,残渣热解焦油的主要成分为酚类物质和多环芳烃。SEM结果表明,随着热解终温的升高,残渣热解焦炭的表面结构趋于有序化。

基于稀酸水解法的制糖残渣纤维素糖化研究

甘蔗渣、甜菜粕和甜高粱秸为当前糖厂的主要制糖残渣废弃物,为解决其再利用的实际问题,进行了制糖残渣纤维素糖化研究。采用标准方法测定各制糖残渣的纤维素、半纤维素、木质素、水分和灰分含量,应用自行设计的耐高温高压反应器,以稀酸水解法糖化纤维素,分别得到69.89%、64.88%和70.28%的最高还原糖得率;以还原糖得率为指标,优化各自反应条件,进一步分析了各因素对三种纤维素原料还原糖得率的影响。

硫酸水解冰糖橙皮渣工艺研究

对硫酸水解冰糖橙皮渣的工艺进行了初步探讨。单因素实验表明,H2SO4水解冰糖橙皮渣的适宜单因素条件依次为:温度120℃,停留时间60 min,H2SO4浓度0.15 mol/L,液固比10∶1(g∶mL)。以此为基础,设计了L9(34)正交实验,结果表明H2SO4水解冰糖橙皮渣的适宜工艺条件为:H2SO4浓度为0.15 mol/L;液固比(g∶mL)为10∶1;水解温度为120℃;停留时间为90 min,在此条件下获得的还原糖得率高达51.25%,物质失重84.1%。说明采用H2SO4水解冰糖橙皮渣是切实可行的。

酸水解竹加工剩余物制还原糖的研究

[目的]实现竹加工剩余物的高效利用,研究其酸水解工艺。[方法]通过单因素试验研究了酸水解竹粉的影响因素。以总还原糖产量为指标,通过分析得出稀硫酸水解竹粉生产还原糖的最优反应条件。[结果]单因素试验结果表明:料液比为1∶5～1∶7时,还原糖得率随浓酸体积的增加而增加;料液比为1∶5和1∶8时,还原糖得率分别为44.0%和41.6%;第1次水解温度为60℃时,还原糖得率最高,为65.3%;当硫酸浓度为15%～30%时,还原糖得率变化很小;还原糖得率随着水解时间的延长而降低;第2次水解时间为1.0h时,还原糖得率最高,为66.3%。正交试验结果表明:第1次水解温度的影响最大,其次为第2次水解时间,竹粉/浓硫酸比的影响最小;最佳反应条件为:竹粉与浓酸比(W/V)为1∶6,第1次水解温度为50℃,第2次水解温度为100℃,稀硫酸浓度为20%,水解时间为1h。[结论]该研究为竹加工剩余物的开发利用提供了参考。

用酸水解法由橡木宛栲胶渣生产饲料酵母的研究

在我国的栲胶工业生产中每年产生废渣 (栲胶渣 )近 13万t之多 ,探索有效的利用途径是很有意义的。本研究涉及用酸水解法由栲胶渣生产饲料酵母的相关问题 ,其主要目的在于阐明所选定的栲胶渣原料是否能有效地适用于稀硫酸高温渗滤水解工艺技术 ,并同时考察其水解糖液对生产饲料酵母的适应性。从 4家栲胶厂采取的 5种栲胶渣样品经分析表明 ,以橡木宛栲胶渣含糖量最高 ,分别可达到 5 6 78%和 5 9 70 % ,故最后将其选定为饲料酵母生产原料。在硫酸浓度为 0 5 %～ 0 8%和温度为 180～ 190℃的条件下水解 6 0min ,得糖率平均可达 40 % ,相当于理论得糖率的6 7% ,接近水解工业生产一般水平。在对中和后水解糖液以热带假丝酵母 (Candidatropicalis)进行发酵时 ,酵母得率可达还原糖含量的 36 71%～ 39 84% ,其蛋白质含量可达 43 6 4%～ 48 6 8% ,亦接近水解工业生产一般水平。研究结果表明 ,橡木宛栲胶渣用酸水解法生产饲料酵母在技术上是基本可行的 ,在经济上与其它水解工业原料生产的产品成本是相近的。

钛白酸解尾渣旋流分级数值模拟与实验研究

针对酸解尾渣旋流分级过程中分离精度较低的问题,采用数值模拟和实验验证的方式对工艺进行优化。模拟研究表明:当进口速度为1.78 m/s时,高钛品位的粗颗粒的回收效率是91.1%,TiO2回收率偏低;当进口速度为2.78m/s时,杂质细颗粒的分离效率是62.9%,显著降低。为保证高分离精度,进口速度需控制在2.28m/s。进一步研究表明,当进口速度为2.28m/s时,分级后溢流产物的体积平均粒径(D[4,3])为9.2μm,底流产物的体积平均粒径可达43.6μm,有90.3%的杂质细颗粒得到脱除,二氧化钛回收率可达59.3%。

亚临界水中大豆渣水解制备氨基酸工艺研究

豆渣是大豆加工过程中的主要副产物。今在亚临界水中对豆渣水解制备氨基酸的生产工艺进行了研究,为大豆的综合利用开辟了一条新的途径。利用氨基酸分析仪对水解产物中的氨基酸进行定性和定量分析,实验结果发现,大豆渣水解后可得到17种氨基酸。考察了反应温度、反应时间、物料浓度以及CO2分压对氨基酸总收率的影响,并进行正交试验。研究结果表明,亚临界水解法高效快速,工艺简单,CO2气体的加入有利于增加氨基酸总收率,较佳的水解工艺条件为:T=200℃,P(CO2)=3.0 MPa,w=5.0 mg mL 1,t=15 min,氨基酸的总收率为14.25%。

萃取-酸水解法提取纯化豆粕中大豆异黄酮甙元

乙醇水溶液回流提取 ,萃取 -酸水解方法 ,从豆粕中分离纯化具有重要生物活性的大豆异黄酮甙元。优化大豆异黄酮甙元的最佳提取条件 :液料比为 1∶ 1 6 ,以 70 %乙醇回流提取 6 h,HCl- N- 5 0 3在 30℃水解萃取 2 h,在中性条件下冻干得产品。方法简单安全低成本 ,与其他文献方法比较 。

豌豆粉渣中碳水化合物的研究

豌豆粉渣是粉丝厂的主要残渣废弃物,为解决其回收再利用的问题,本文测定了豌豆粉渣中粗蛋白、纤维素、淀粉的含量,同时对其进行酸水解,并采用还原糖测定仪法测定水解液中的还原糖含量。测定结果蛋白质含量9.936%±0.0483%,纤维素含量21.78%±0.523%,DE值11.35±0.296,酸水解获得还原糖浓度约38 mg/dL。

农林废弃物超低酸水解装置及试验研究

自行设计了木质纤维素类生物质超低酸水解装置,该装置可以间歇进料方式实现生物质的超低酸水解。在该装置上分别以木聚糖和定量滤纸为模化物得到了半纤维素和纤维素水解的最佳工况,进而对白松、速生杨和玉米秸秆这三种在我国分布较为广泛的原料进行了超低酸两步水解研究,分别得到了51.24%、78.27%和84.10%的可水解原料转化率和48.19%、57.96%和37.48%总还原糖得率,并以GCMS定性还原糖外的其他产物,最后对水解残渣做了分析研究。

玉米秸秆蒸爆渣的氨基酸辅助纤维素酶水解

以商品纤维素酶C2730酶解玉米秸秆蒸汽爆破渣,研究了不同氨基酸、氨基酸浓度、温度对水洗蒸汽爆破渣纤维素酶水解的影响,优化纤维素酶水解条件,提高纤维素酶水解得率。实验结果表明,纤维素酶水解蒸汽爆破渣的优化氨基酸为苯丙氨酸,优化水解条件为每克纤维素酶用量15FPIU,苯丙氨酸质量浓度为1.5g/L,温度为50℃,水解时间为48h,还原糖和葡萄糖得率分别为51.38%和36.78%。

青霉素废菌渣微波水解制备复合氨基酸及应用

青霉素废菌渣是制药工业青霉素发酵工序产生的固体废弃物,处理不当会导致环境污染、危及生态。本文以废菌渣为原料,在碱性条件下,采用微波水解方法得到复合氨基酸。将其作为石膏缓凝剂,可以实现废菌渣的安全、高附加值利用。在单因素实验的基础上,以碱浓度、料液比、反应时间、反应温度为考察因素,采用正交实验法确定最佳工艺条件为:碱浓度0.04mol/L,料液比1∶4,微波水解时间10min,温度85℃。借助氨基酸分析仪分析了水解产物的化学组成,利用红外光谱、扫描电镜等手段对缓凝作用(石膏体系)机理进行了分析研究。结果表明:水解物主要是赖氨酸、酪氨酸、半胱氨酸等氨基酸的混合物,其中氨基和羧基官能团参与了钙的配位,形成了钙的复合氨基酸/小肽螯合物,从而延缓了石膏的溶解、水化和结晶过程,使凝结时间延长。