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1.
组合预处理对橡实壳组成及酶解转化的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为脱除果壳类原料中的半纤维素和木质素,减少其对纤维素酶的无效吸附,提高酶解转化率。采用蒸汽爆破、Na OH、碱性H2O2及其组合预处理方法,研究不同方法对橡实(蒙古栎种子)壳组成及酶解转化的影响。结果表明,经过2.25 MPa蒸汽爆破预处理后,橡实壳半纤维素由26.81%降低至5.79%,半纤维素脱除率达87.28%,酶水解120 h后葡萄糖得率由10.32%提高至38.36%。橡实壳蒸汽爆破组合氢氧化钠处理后,木质素脱除率可达54.29%。而蒸汽爆破组合碱性H2O2处理后,酶解120 h葡萄糖得率可达76.65%,是未处理橡实壳的7.4倍。 相似文献
2.
《林产化学与工业》2017,(5)
以小麦秸秆为原料,采用蒸汽爆破预处理(SP)、碱法预处理(AP)以及两者协同预处理的方式分别进行预处理,通过扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FT-IR)等方法,分析了预处理前后麦秆形态和化学成分的变化规律,研究了碱处理与蒸汽爆破的不同组合对麦秆成分及后续酶解的影响。研究表明:相比先碱法后蒸汽爆破预处理(ASP),先蒸汽爆破后碱法预处理(SAP)的麦秆中纤维素质量分数高达88.15%,半纤维素和木质素质量分数分别减少到5.55%和4.13%。SEM和FT-IR分析结果及低底物浓度酶解结果表明,与其他预处理方法相比,SAP对麦秆的物理结构破坏程度更大,对木质素的去除效果更显著,纤维素的酶解转化率也明显优于其他预处理样品。以分批补料的手段对各预处理后麦秆进行高底物浓度酶解,SAP样品在底物质量浓度高达180 g/L时,酶解120 h,纤维素转化率可达80.53%。蒸汽爆破与碱处理的不同组合方式对麦秆的预处理效果不同,SAP的方法能极大的提高麦秆的酶解效率。 相似文献
3.
研究了不同的两步法预处理对杨木酶水解和木质素吸附性能的影响,结果显示:未处理原料中木质素为29.05%,其酶水解得率仅为15.24%;蒸汽爆破一步法预处理后物料中木质素为34.88%,酸性基团仅为10.16 mmol/kg,酶水解得率为56.88%,预处理过程中木质素几乎没有脱除,因此未能回收作为吸附剂使用。碱性氧化-蒸汽爆破和碱性磺化-蒸汽爆破两步法预处理后物料中木质素减少至21.06%和17.68%,酸性基团增加至101.34和107.69 mmol/kg,酶水解得率由一步法的56.88%提高至74.38%和81.09%,两步法预处理脱除了原料中50%左右的木质素,经回收可作为重金属离子吸附剂使用,对Pb(Ⅱ)的最大吸附量分别为158.73和142.86 mg/g。分析表明:碱性磺化-蒸汽爆破两步法预处理既可大量脱除木质素,增强纤维素酶水解,又可对木质素进行改性,提高木质素对重金属离子Pb(Ⅱ)的吸附性能。 相似文献
4.
以杨木片为原料,采用两步法预处理脱除木质素后,对原料进行酶水解,对杨木表观结构、理化特征及酶水解结果进行考察。实验结果显示:相较于一步法蒸汽爆破(SE)预处理,碱性磺化-蒸汽爆破(AS-SE)和碱性氧化-蒸汽爆破(AO-SE)预处理后均可脱除50%左右的木质素,并且显著增加了物料中的酸性亲水基团如磺酸基和羧酸基含量,纤维素可及度分别提高至132.04和119.10 mg/g。傅里叶红外光谱(FT-IR)结果表明碱性磺化和碱性氧化后,木质素结构中出现了亲水性功能基团(羟基、羧基和磺酸基),扫描电镜(SEM)结果表明两步法预处理后的物料表面出现开裂分层、层层剥落的现象。AS-SE预处理后,杨木纤维素酶水解率高达81.09%,原料糖得率达到73.72%。两步法预处理可对木质素进行选择性脱除和改性,改变了木质素理化特性及表观结构,增强了纤维素酶水解效果。 相似文献
5.
《林产化学与工业》2017,(5)
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。 相似文献
6.
为优化桉木高温热水预处理的工艺条件,用傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段分析预处理渣的理化特性。结果表明,最佳的预处理条件为:预处理温度180℃,时间20 min,绝干木粉与水1∶20(g∶mL)。此条件下,预处理液中木糖、葡萄糖的转化率分别为81.93%和2.21%。桉木木粉经最优条件预处理后,大部分半纤维素被水解;纤维素的相对结晶度基本不变;碳水化合物的结构变的松散,纹孔膜破裂,纤维碎片增多,极大的提高了后续纤维素酶的可及度。对最优条件下预处理渣的进一步酶解:发现葡萄糖的转化率高达80.52%,比未经预处理直接酶解提高3.63倍。对酶解残渣的进一步分析可知,桉木原料87.12%的酸不溶木质素可在酶解残渣中得到回收,这有利于木质素的综合利用。 相似文献
7.
以制糖工业副产物甘蔗渣(SCB)作为木质纤维原料,使用具有优异相转移催化能力的三乙基苄基氯化铵(TEBAC)、无毒无害的甘油(GL),以及高价态路易斯酸六水合氯化铝(ACH)组成的三元低共熔溶剂(DES)对SCB进行预处理,系统考察了DES物质的量之比、预处理温度、预处理时间、固液质量比对SCB中各组分含量和纤维素酶解效率的影响。研究结果表明：最佳预处理条件为nTEBAC∶nGL∶nACH为1∶2∶0.05、预处理时间30 min、预处理温度120℃和固液质量比1∶15,此优化条件下木质素去除率达到(86.23±2.11)%,纤维素保留率为(94.51±2.03)%,酶解纤维素转化率达到(98.21±1.02)%,相较于未处理SCB提高了2倍,葡萄糖得率高达(81.94±1.98)%,提高了1.5倍。SEM、FT-IR和XRD分析结果表明：三元DES预处理能够有效去除SCB中的木质素和半纤维素,从而使纤维素的结晶度由未预处理的41.19%提高到预处理后的65.87%。DES经过5次循环利用后,纤维素转化率和葡萄糖得率仍达... 相似文献
8.
杨木木质素常压分离方法的比较研究 总被引：1，自引：0，他引：1
常压下采用硫酸盐法、亚硫酸氢盐法和有机溶剂法对分离杨木中的木质素进行了比较。实验方案采用正交试验设计,结果表明:3种方法处理木屑对木质素的去除率分别为:硫酸盐法55.8%,亚硫酸氢盐法47.3%,有机溶剂法83.3%,结果显示有机溶剂法对分离木质素的效果最好,该法所得固体物中木质素的残留率最低,仅为6.3%。通过对有机溶剂法所得的废液进行蒸馏,可得到木质素,其得率为原料中所含木质素的82.11%,回收率达98.75%。回收的有机溶剂经处理可循环使用。 相似文献
9.
酸催化的蒸汽爆破预处理强度对麦草酶水解影响的研究 总被引：7，自引：0，他引：7
以蒸汽爆破法对0.5 %的稀硫酸浸渍的麦草进行预处理,研究了不同处理强度对麦草浆得率、半纤维素回收率、纤维素回收率、纤维素酶水解得率产生的影响.实验结果表明,在蒸汽爆破预处理过程中,麦草纤维组分发生分离.随着处理强度的提高,粗浆得率降低,细浆得率上升,纤维素的降解程度和半纤维素的去除程度提高,酶水解得率相应提高.在处理强度为4.14的预处理条件下,半纤维素的水解程度最大,而细浆得率和纤维素的酶解得率最高,分别为62.0 %和73.4 %;最佳的处理强度为3.55,此条件下,汽爆麦草原料细浆中的葡萄糖得率和滤出液中总糖的得率最高,分别为20.0 %和13.0%. 相似文献
10.
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。 相似文献
11.
The steam explosion (SE) pretreatment associated with the organosolv process was investigated to produce dissolving pulp from eucalyptus. Prehydrolysis Kraft (PHK) pulping was also done to produce viscose and acetate grade pulps as reference. The organosolv pulps were delignified in two steps with sodium chlorite. Viscose and acetate grade PHK pulps were bleached by OD0(EH)D1P and OD0(EP)D1PCCE sequences, respectively. Dilute acid-catalyzed (with acid addition) SE pretreatment dissolved more xylan than auto-catalyzed (no acid addition) SE pretreatment. Steam-exploded unbleached organosolv pulps showed lower residual lignin content and screened yield than unbleached organosolv pulps without SE pretreatment. Steam explosion pretreatment helped to decrease lignin content and damaged fiber length of unbleached organosolv pulps. The 1.0% H2SO4 organosolv pulp (organosolv dissolving pulp at bioconversion conditions) showed the highest reactivity. Even showing low viscosity for some applications, in general, the organosolv dissolving pulps produced in this study can be used for making lyocell fibers. 相似文献
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Wang Kun Wang Fang Jiang Jian-xin Zhu Li-wei Fan Hong-zhuai 《中国林学(英文版)》2007,9(2):137-141
Pretreatment of lespedeza stalks by steam explosion has been studied. The results indicate that steam-exploded pretreatment has strong effects on physical features, morphology, crystallinity, and composition of lespedeza stalks as shown by scanning electron microscopy (SEM), infrared (IR), and X-ray diffraction spectrometry methods. After steam explosion, the cellulose and lignin contents of lespedeza stalks varied only slightly, but the hemicellulose content had decreased from 29.34% to 7.48%. The cellulose obtained by steam-exploded pretreatment had a higher degree of crystallinity than that of the raw material. At the explosion condition of 2.25 MPa and 4 min, lignocellulose is easier to hydrolyze by enzyme than the original lignocellulose. The concentration of reduced sugar in the hydrolyzate liquid increased from 71.77 to 162.84 g·L–1. 相似文献
13.
采用蒸汽爆破技术处理尾叶桉木材，研究蒸汽爆破对其主化学成分的影响，以及爆破材料用纤维素酶水解的工艺，确定了水解糖化条件：温度50qC，pH值4．8，酶用量25FPIU／g底物，底物浓度2％。结果表明，蒸汽爆破过程溶解出一定量的半纤维素和木质素，而纤维素基本不受损失，有利于提高酶解率；爆破前用硫酸预处理，木质素脱除率和木聚糖分解率在同样的爆破压力下比未用硫酸预处理的高。在最优的水解条件下，硫酸预处理，2．2MPa爆破的尾叶按木材多糖水解率达到82．43％，比未用硫酸预处理的提高36．86％。 相似文献
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蒸汽爆破-乙醇蒸煮两步法预处理对麦秆结构的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
对麦秆采用先蒸汽爆破后乙醇蒸煮的两步法进行预处理,研究预处理对麦秆组分及结构变化的影响。蒸汽爆破过程实验条件选取200 g绝干麦秆,压力1.75 MPa和时间3.5 min。乙醇预处理过程选取80 g蒸汽爆破麦秆(绝干),55%乙醇,两者固液比1∶5(g∶mL),温度170℃、时间30 min。通过高效液相色谱法测定,预处理最终产物组分中半纤维素降低89%左右,木质素降低35%左右。采用红外光谱、纤维形态分布分析及SEM分析对预处理过程中麦秆结构变化情况进行研究,结果表明:蒸汽爆破过程破坏了半纤维素酯键连接且半纤维素降解非常明显,但对纤维素链结构影响和降解作用相对较低;麦秆经过蒸汽爆破预处理后,纤维平均长度明显降低,而平均宽度却显著增加;再经乙醇预处理后纤维平均长度基本保持不变,但平均宽度降低;经两步预处理后麦秆纤维的天然物理结构由紧密到蓬松,纤维束呈松散状态且纤维表面基本无碎片附着物,利于后续加工利用。 相似文献
15.
16.
Chemical changes in cell wall components of bamboo internode during steam explosion process were analyzed to investigate self-binding
mechanism of binderless board from steam-exploded pulp. More than 30% of xylose on initial mass, which is a major hydrolyzate
of bamboo hemicelluloses, was lost after steam explosion treatment. Bamboo lignin is characterized by the presence of ester-
and/or ether-linked p-coumaric acid to lignin. The content of phenolic hydroxyl groups of lignin isolated from steam-exploded pulp was characterized
2.3 times higher than those of the extract-free bamboo internode due to the cleavage of β-O-4 linkages. Alkaline nitrobenzene
oxidation of the bamboo lignin gave vanillin, syringaldehyde and p-hydroxybenzaldehyde as major products. The content of p-hydroxybenzaldehyde decreased after steam explosion treatment, indicating the cleavage of ester- and/or ether-linked p-coumaric acid. The total yield of erythronic and threonic acids in ozonation products of the extract-free bamboo internode
lignin was 268 mmol (200 g lignin)−1, while those of lignins in the steam-exploded pulp and powdery fraction were 96 and 129 mmol (200 g lignin)−1, respectively, suggesting the significant cleavage of β-O-4 linkages during steam explosion treatment. The cleavage of β-O-4
linkages was also confirmed by 1H- and 13C-NMR spectroscopic observations. 相似文献
17.
Thermoplastic processing of lignin is restricted by its high glass transition temperature (T g). In this study, lignin was modified with polyethylene glycol (PEG) during steam explosion to improve its thermoplastic properties, and the effects of steam explosion and PEG on the chemical structure and thermal properties of lignin were investigated. Structure characterization using Fourier transform infrared spectroscopy showed that hydroxyl and ether functional groups increased and the activity of lignin was improved by steam explosion. In addition, steam explosion treatment was more effective than heat treatment for promoting the reaction of PEG with lignin. Solid-state 13C NMR revealed that PEG was grafted onto lignin. The T g of raw lignin was 164.1 °C; after steam explosion, lignin exhibited more than one T gs. The T g of lignin was reduced when the steam explosion temperature increased and decreased further, to around 60 °C, when PEG was used to modify lignin. Therefore, this work provides an effective approach to reducing the high T g of lignin. 相似文献
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采用硫酸水解法(aldito-acetate procedure)、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了蒸爆过程中毛竹材加工剩余物纤维聚集态结构及主要化学成分的变化.研究结果表明,(1)毛竹材加工剩余物经蒸爆处理,60%左右的半纤维素水解,木质素低分子化且裸露到纤维表面,易被80%乙醇及木质素溶剂提取,从而实现毛竹材加工剩余物主要组分的有效分离.(2)毛竹材加工剩余物经蒸爆处理,80%乙醇抽提物得率提高,综纤维素得率减少,木质素含量减少:葡萄糖相对含量增加,半纤维素降解明显.(3)210℃处理10 min和220℃处理10 min的蒸爆浆的化学组成变化几乎没有区别,但两者与200℃处理10 min差别较大,210℃处理10 min是毛竹材加工剩余物适宜的处理温度.(4)FTIR结果显示蒸爆处理后在1040～1060 cm-1区的吸收峰分裂为明显的2个峰表明半纤维素降解,1166 cm-1处的吸收强度明显减弱,表明C-O-C键有不同程度的断裂.X-身寸线衍射分析结果显示毛竹材加工剩余物蒸爆处理后纤维素相对结晶度增加. 相似文献
19.
以两种生物基极性非质子溶剂γ-戊内酯（GVL）和二氢左旋葡萄糖酮（Cyrene）,分别与对甲苯磺酸水溶液（TsOH aq）构成耦合体系，对竹粉定向解聚及其酶解过程开展了研究。实验结果表明：质量浓度为75 g/L的TsOH,溶剂体积比为4∶1的GVL/TsOH aq体系在130℃预处理毛竹60 min后，半纤维素和木质素分离效率更高，半纤维素分离率（SH）和木质素分离率（SL）分别达到98.5%和98.4%,同时纤维素保留率（RC）为91.5%;而质量浓度为30 g/L的TsOH,溶剂体积比为0.8∶1的Cyrene/TsOH aq体系在120℃预处理毛竹60 min后，RC达到87.3%,SH和SL仅为85.5%和79.4%。预处理后固体样品的表征结果表明：竹粉经GVL/TsOH aq预处理后的样品木质纤维致密结构被有效破坏，无定形的半纤维素和木质素绝大部分被分离，结晶度达68.27%,结构更接近于微晶纤维素，同时暴露出更多的游离羟基，有利于后续酶解。而酶... 相似文献
20.
Manuel Raul Pelaez-Samaniego Vikram Yadama Eini Lowell Raul Espinoza-Herrera 《Wood Science and Technology》2013,47(6):1285-1319
The objective of this paper is to review the published literature on improving properties of wood composites through thermal pretreatment of wood. Thermal pretreatment has been conducted in moist environments using hot water or steam at temperatures up to 180 and 230 °C, respectively, or in dry environments using inert gases at temperatures up to 240 °C. In these conditions, hemicelluloses are removed, crystallinity index of cellulose is increased, and cellulose degree of polymerization is reduced, while lignin is not considerably affected. Thermally modified wood has been used to manufacture wood–plastic composites, particleboard, oriented strand board, binderless panels, fiberboard, waferboard, and flakeboard. Thermal pretreatment considerably reduced water absorption and thickness swelling of wood composites, which has been attributed mainly to the removal of hemicelluloses. Mechanical properties have been increased or sometimes reduced, depending on the product and the conditions of the pretreatment. Thermal pretreatment has also shown to improve the resistance of composites to decay. 相似文献