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研究了一种AlCl3辅助的低共熔溶剂（DES）预处理毛竹的方法。合成了以氯化胆碱和AlCl3为氢受体，愈创木酚为氢供体的低共熔溶剂，考察了低共熔溶剂中AlCl3用量对毛竹原料的化学组成、物料得率和后续酶水解效率的影响，结果表明：随着AlCl3用量的增加，预处理物料木聚糖和木质素含量逐渐降低，葡聚糖含量升高，葡聚糖酶水解得率显著提高。当AlCl3用量为1.32%（摩尔分数）,氯化胆碱、愈创木酚和AlCl3物质的量比为25∶50∶1)时，预处理效果达到最佳，预处理物料得率为57.16%,葡聚糖和木聚糖回收率分别为95.95%和12.84%,木质素脱除率为74.88%,葡聚糖酶水解得率由未添加AlCl3时的11.16%提高到96.20%,表明AlCl3可以有效促进DES体系对毛竹中木聚糖和木质素的溶解。通过XRD、SEM和FT-IR分析对预处理后物料进行表征。XRD分析结果表明预处理物料的结晶度随着AlCl3... 相似文献
2.
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
3.
低浓度乙酸预处理玉米芯的工艺研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以脱除木质素,降解半纤维素为木糖,提高纤维素酶解得率为目的,研究了低浓度乙酸预处理玉米芯的效果,考察了乙酸质量分数、预处理温度和时间对预处理的影响。研究结果表明:质量分数5%乙酸预处理玉米芯可以脱除大部分的半纤维素和少部分木质素,预处理后的玉米芯具有较好的水解效果。低浓度乙酸预处理玉米芯最优条件为:预处理温度160℃,保温时间60 min,乙酸质量分数5%,固液比1∶8(g∶mL)。在此条件下,玉米芯固体渣回收率为53.75%,固体渣中纤维素保留率93.17%,半纤维素脱除率87.36%,木质素脱除率25.04%,预处理液中木糖质量浓度15.56 g/L。预处理后的玉米芯固体经72 h酶解,酶解得率为92.69%。 相似文献
4.
纳米纤维素因其独特的优势和广泛的应用受到越来越多的关注,但其制备工艺需向环境友好型方向发展。以麦秸秆为原料,经绿色低共熔溶剂预处理和超声破碎后,成功制备了含木质素的纳米纤维素。结果表明：通过响应面法优化的ClCh/OA的预处理工艺是一种简单、绿色、可持续制备含木质素纳米纤维素的方法,可实现农业废弃物的高效分离和高附加值利用。优化的预处理工艺条件为：预处理温度为94.4℃,预处理时间为5.9 h,ChCl/OA的摩尔比为0.9,在此条件下,制备的含木质素的纳米纤维素纤维素含量为46%,半纤维素和木质素含量分别为25.4%和14.2%,其粒径主要分布在28 nm左右,显示出优良的稳定性、分散性和热稳性。 相似文献
5.
酸预处理对毛竹酶解糖化的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
竹子富含纤维素和半纤维素,是生产纤维素乙醇的潜在原料来源。而预处理过程是研究的重点和难点之一。本文以毛竹为原料,研究了微波消解稀酸预处理对其化学组成及其酶水解的影响。结果表明,预处理条件为酸用量为2%(w/w干物质),固液比1∶6,温度180℃,时间30min时,能脱除97.2%的半纤维素。预处理得到的底物在酶用量为纤维素酶20FPU/g纤维素和β-葡萄糖苷酶40IU/g纤维素,水解48h,纤维素水解得到葡萄糖的收率由2.41%(未经预处理)提高到52.72%。酶水解过程中,酸不溶木质素的存在,可导致葡萄糖收率的降低。 相似文献
6.
高效分离竹木质纤维素“三素”(纤维素、半纤维素和木质素)利于竹资源的高值化利用。以原生毛竹竹茎粉为原料,采用对半纤维素和木质素有选择性溶出能力的酸性低共熔溶剂(ADES),高效分离得到竹粗纤维素,并对其进行理化特性研究。结果表明:磷钨酸基ADES对纤维素分离效果较佳,对半纤维素和木质素具有高选择性去除能力。纤维素保留率、半纤维素和木质素去除率分别为99.07%、86.98%和60.75%。相比于原料,经ADES处理得到的产物热稳定性也有明显增强。此外,产物的亲水性与组成两者间表现出显著的相关性,这对于快速测定木质纤维素类物质组成方法的建立具有一定的借鉴意义。 相似文献
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利用微波辅助加热,在丙酮/乙二醇二元溶剂体系中对山毛竹原料进行全组分分离,得到粗纤维素、木质素和生物基多元醇,并以得到的生物基多元醇为原料制备聚氨酯泡沫。对反应时间、反应温度、催化剂浓硫酸添加量以及两种溶剂比例等条件进行了优化,采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和凝胶渗透色谱(GPC)等分析手段对分离得到的粗纤维素和木质素的结构进行了表征,分析了生物基多元醇添加量对制得的聚氨酯泡沫微观结构、力学性能和热稳定性的影响。结果表明:溶剂与物料的质量比为10∶1、反应温度为120℃、反应时间为20 min、浓硫酸添加量为1.5%(质量分数)以及丙酮/乙二醇二元溶剂的质量比为1∶1时,山毛竹全组分分离效果最好,粗纤维素得率为41.7%,木质素去除率和木质素回收率分别达到85.1%和72.3%。XRD结果表明,与原料相比,经过分离得到的粗纤维结晶度明显上升; GPC结果表明,分离得到的木质素分子量较小且分布均衡。通过对添加不同质量比生物基多元醇聚氨酯泡沫的性能对比可知,当生物基多元醇添加量低于50%时,聚氨酯泡沫可以保持较好的泡孔结构;但随着生物基多元醇的添加量逐渐增加,泡沫的力学性能和热稳定性有所下降。 相似文献
8.
探讨了白腐菌预处理对丙酸蒸解法制取纤维素的影响.在白腐菌对玉米芯进行预处理过程中,赖锰过氧化物酶(MnP)、木质素过氧化物酶(LiP)、漆酶、木聚糖酶和纤维素酶的酶活分别在第5、 6、 7、 10和 15 d 达到最高值,分别为1.326、 10.25、 0.062 7、 0.33和 403 U/g.利用响应面分析法确定丙酸蒸解玉米芯最佳工艺条件为:料液比1∶ 10(g∶ mL),蒸解时间 70 min,丙酸质量浓度 900 g/L,产物中纤维素的质量分数为 91.09%.玉米芯经白腐菌预处理 10 d 后再用丙酸进行蒸解处理,产物中纤维素的质量分数和保留率分别为 97.12% 和 94.70%,而半纤维素和木质素的质量分数仅为 0.96% 和 0.92%. 相似文献
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《林产化学与工业》2017,(1)
以椰壳纤维为原料,研究了不同比例乙二醇/碳酸乙烯酯在较低温(90℃)条件下对椰壳纤维的组分分离,并利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、凝胶渗透色谱(GPC)和热重(TG)对分离得到的预处理后椰壳纤维和再生木质素进行了分析表征。结果表明:在单独使用碳酸乙烯酯时木质素的脱除率为负值,乙二醇/碳酸乙烯酯可实现椰壳纤维在较低温度下的去木质素预处理,并且当n(乙二醇)/n(碳酸乙烯酯)4∶1时木质素的脱除率达到最大值,为49.87%。乙二醇/碳酸乙烯酯处理后的纤维材料中纤维素含量都有所提高,半纤维素和木质素含量都降低,纤维素的结晶结构基本没有被破坏(均为纤维素Ⅰ型),且提取得到的再生木质素为典型的对羟基苯基-愈创木基-紫丁香基(HGS)型木质素,n(EG)/n(EC)为4∶1时得到的再生木质素多分散系数最小,为9.73。 相似文献
10.
γ-戊内酯预处理可以打破纤维原料的抗降解屏障,改善底物的可降解性能。目前,有关戊内酯预处理对木质纤维原料水解特性和结构变化的研究较少。本试验在戊内酯/水体系下,采用硫酸和硫酸氢钠预处理玉米秸秆,研究了其对底物水解特性和结构的影响。结果表明,戊内酯/水体系能够脱除底物中的半纤维素和木质素。硫酸的催化效果优于硫酸氢钠,硫酸浓度分别为75和150 mmol/L时(120℃下进行预处理1 h),底物中纤维素相对含量从34.82%增至57.41%和72.57%,150 mmol/L硫酸预处理时半纤维素和木质素脱除率为92.0%和77.4%,纤维素酶(10 U/g底物)水解得率分别为52.4%和65.6%。对预处理前后玉米秸秆结构表征结果显示,戊内酯预处理后玉米秸秆纤维表面受到破坏,表面O/C明显增加,木质素和半纤维素被脱除,玉米秸秆结晶度增加。该试验表明戊内酯/水体系下稀硫酸预处理可高效溶出玉米秸秆中的半纤维素和木质素,提高纤维素酶水解效率,具有一定的应用前景。 相似文献
11.
生物质制乙醇是解决当前世界能源短缺的重要途径。当前生物质制乙醇在国内外无法大规模投入生产的主要原因是成本过高。选取优质的生物质材料和高效的预处理方法可以有效解决这一问题。以6个泡桐品种为试验材料,采用稀硫酸、氢氧化钠、微波-氢氧化钠3种方法进行预处理,对泡桐纤维素含量和酶解后还原糖产量进行测定,探讨不同预处理方法对纤维素含量和还原糖产量的影响。结果表明:以微波-氢氧化钠法预处理毛泡桐品种效果良好,处理后纤维素含量达84.82%,较预处理前提升了38.01%;半纤维素和木质素分别降低了21.23%和6.65%;还原糖产量较高,为471.38 mg/g。该研究可为生物质制乙醇高效预处理方法和优质生物质材料的选择提供参考。 相似文献
12.
Dai Oka Kayoko Kobayashi Noriyuki Isobe Yu Ogawa Tomoya Yokoyama Satoshi Kimura Ung-Jin Kim Ken Tokuyasu Masahisa Wada 《Journal of Wood Science》2013,59(6):484-488
Pulverized samples of wood, cedar and eucalyptus were treated with 5 N NaOH solutions at 25–150 °C. Hemicellulose and lignin content in the samples decreased with increasing treatment temperatures, while the recovery of glucose was maintained at nearly 90 %. X-ray diffraction analysis showed that the content of the original cellulose I structure in the samples decreased with increasing temperature, and most of the cellulose in the sample treated at 150 °C was converted to cellulose II by mercerization. Enzymatic hydrolysis of the alkaline-treated samples was carried out at 37 °C using solutions comprising a mixture of cellulase and β-glucosidase. The samples treated at higher temperatures showed better enzymatic degradability. Treatment with an alkaline solution of lower concentration (1 N NaOH) at 150 °C was also used. Despite significant quantities of hemicellulose and lignin being removed, mercerization was not induced. The enzymatic degradability was much lower than that of the sample treated with a 5 N NaOH solution at 150 °C. Thus, treatment with concentrated alkaline solution at high temperature led to not only the removal of hemicellulose and lignin, but also to modification of the cellulose structure, which resulted in high efficiency of enzymatic saccharification of the wood samples. 相似文献
13.
木质生物资源的水解 总被引：17，自引：3，他引：14
水解是利用木质生物资源以生物转化法制取乙醇的重要步骤,水解技术主要包括稀酸水解、浓酸水解和酶水解。酶水解的特点是具有选择性,降解产物少,葡萄糖得率高,能耗较低,不要求反应器具有高耐腐蚀性,被视为最有潜力降低乙醇生产成本的突破口。目前,利用木质生物资源制取乙醇还没有进入工业化生产。其原因在于成本高于利用淀粉和糖料,原料的预处理成本高、纤维素酶的生产成本高、酶活力低、纤维素的酶水解效率低、酶用量大、对半纤维素的有效利用不够。因此,需要研发有效的预处理工艺,提高纤维素底物的生物酶可及度;筛选高效纤维素酶、优化酶水解工艺,提高纤维素的水解率;利用基因重组的发酵性微生物,把戊糖发酵成乙醇,提高乙醇的产量,降低生产成本。 相似文献
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Wood, macromolecular and simple model compounds, were reacted with CrO3 or K2CrO4 aqueous solutions. Extracted lignin, guaiacol, vanillin, vanillyl alcohol and homovanillyl alcohol were chosen as model compounds for lignin, whilst cellulose, gum Ghatti, xylan, extracted hemicellulose from pine, methyl-β-D-glucopyranoside and methyl-β-cellobioside were used as models for wood polysaccharides. The kinetics of the reduction reactions of Cr(VI) were monitored using UV-Vis spectroscopy and the results obtained for several temperatures are discussed. In general terms, wood, lignin and lignin model compounds reduced Cr(VI) faster and to a greater extent than polysaccharides or simple sugar molecules. Moreover, lignin model compounds were reduced even faster than lignin. Simple sugars showed a reduction pattern similar to that of cellulose. Extracted hemicellulose revealed to be a poorer reductant while gum Ghatti was the strongest among the polysaccharides. As expected, CrO3 aq. behaved as a more powerfull oxidant than K2CrO4 aq. for these substances. Even at 100 °C, sugars or polysaccharides did not seem to be oxidised by K2CrO4 aq. 0.01 M. These results suggest that, because of the differences in reactivity, lignin reacts preferentially when wood is treated with Cr(VI)-containing formulations, like those which are applied in wood preservation treatments. 相似文献
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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
17.
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
18.
选取三倍体毛白杨为原料,通过分析最优条件下有机溶剂法和蒸汽爆破法预处理后纤维素得率、结晶度指数、木质素含量及酶水解的结果,比较两种预处理工艺对底物性质的影响。结果表明:蒸汽爆破法能脱出部分木质素,而有机溶剂法能使大部分木质素脱除,木质素质量分数比未处理的降低63.34%。与原料相比,经过预处理后,结晶度指数都有所提高,蒸汽爆破预处理后达1.962,有机溶剂法预处理后达1.712。有机溶剂法预处理的样品葡萄糖转化率为81.36%,蒸汽爆破预处理的样品的葡萄糖转化率可达91.29%。 相似文献
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Umi Hamidah Takuya Arakawa Yin Ying H’ng Akiko Nakagawa-izumi Masanori Kishino 《Journal of Wood Science》2018,64(2):149-156
In this work, pretreatment of wood meals using a recycled ionic liquid (IL), 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ([Emim]Ac), enhanced glucose liberation by enzymatic saccharification, without dissolution of cellulose and lignin. In contrast, previous studies on IL pretreatment have mostly focused on lignocellulosic dissolution to regenerate cellulose and removing lignin. Softwood (Cryptomeria japonica) was pretreated with [Emim]Ac at 60–100 °C for 2–8 h without collecting regenerated cellulose. The pretreatment did not have a strong effect on wood component dissolution (weight of residues: 91.7–98.8%). The residues contained relatively high amounts of lignin (26.6–32.6%) with low adsorption of [Emim]Ac (0.9–2.7%). Meanwhile, the crystallinity index (C r I) of cellulose in the wood was significantly reduced by pretreatment, from 50.9% to 28.4–37.1%. In spite of the high lignin contents in the residues, their glucose liberation values by enzymatic saccharification using a cellulase mixture were 3–16 times greater than that of untreated wood. A good correlation was found between the saccharification effectiveness of pretreated samples and the C r I. Although lignin dissolved in [Emim]Ac continued to accumulate after repeated use of [Emim]Ac, the pretreatment was found to be effective for three consecutive cycles without the need to remove the dissolved materials. 相似文献
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采用氨水中温浸渍（SAA）方法对桉木进行预处理,以期提高其后续酶水解效率。以响应面法主要预处理条件进行优化,以期筛选出SAA预处理的最优工艺条件。结果表明：最佳预处理工艺为氨用量80％、时间11h、温度90℃,在此条件下预处理物料的后续酶解转化率可达31．7％。对预处理物料的分析表明：在SAA预处理过程中,可在不损失纤维素的前提下脱除木素51％,而且主要是紫丁香基型和愈疮木基型木素降解溶出,半纤维素主要是木聚糖也有部分降解溶出。木素及半纤维素的降解、纤维素结晶度的降低都有利于后续的酶水解。 相似文献