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1.
为提高纤维素酶解糖化的效率,该文采用超低浓度硫酸水解预处理废弃玉米秸秆。重点考察了不同酸浓度、反应温度、反应时间条件下超低浓度酸水解及后续酶解的总还原糖、葡萄糖及木糖的产率,详细叙述了总还原糖及各种单糖在酸水解及酶解过程中的转化规律,通过正交试验确定酸水解的最佳工况为酸浓度0.1%,反应温度160℃,反应时间55 min,搅拌180 r/min,固液比1∶10。酸水解后进行酶解(酶用量5%,pH值4.6,时间24 h,温度50℃)得到还原糖、葡萄糖、木糖产率分别为56.22%、16.97%、18.83%。通过红外光谱和纤维素分析仪对酸水解和酶解后的残渣进行分析可知,纤维素、半纤维素的转化率分别为88.52%、95.18%,进一步计算还原糖、葡萄糖、木糖的转化率为88.11%、44.86%、72.49%。该方法较大程度避免了还原糖在酸水解过程中的降解,保证了半纤维素还原糖的转化效率,进一步提高了总还原糖的产率,为超低酸水解在燃料乙醇领域提供了新的应用途径。 相似文献
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纤维素酶水解棕榈壳制取乙醇研究 总被引：1，自引：0，他引：1
先将棕榈壳置于多功能水解反应器中于200℃,4.0 MPa,液固比15∶1,搅拌转速500 r/min条件下纯水预处理5 min,半纤维素和纤维素含量分别从21.74%,45.42%变为2.35%,47.63%,再以一定比例混合预处理液与棕榈壳残渣,研究液固比,温度,加酶量和时间对棕榈壳糖化工艺的影响,结果表明液固比为16∶1最合适,低温37℃比高温50℃更有利于棕榈壳的糖化,从长时间看,加酶量并不完全与原料转化率成正相关,以小于10 FPU/g为宜。糖化效果取决于β-葡萄糖苷酶对葡萄糖的耐受性以及预处理效果。采用酿酒酵母对糖化液发酵,乙醇得率为77%。通过电镜扫描发现,预处理与酶解后的残渣的结构比原料明显疏松,长条状晶束结构有着不同的程度的破坏,但木质素结构破坏较小。 相似文献
3.
混合酶对经不同预处理的甜高粱秆渣的水解 总被引：1，自引：1，他引：0
采用正交试验设计,探索不同的液固比、pH值、温度和混合酶配比对甜高粱秆渣的水解情况,并在此基础上研究了混合酶对经漆酶和高压蒸汽预处理的甜高粱秆渣的水解情况。结果表明,混合酶水解的最佳条件为液固比11∶1、pH值3.6、30℃、果胶酶∶纤维素酶∶半纤维素酶=1∶1∶2,该条件下的水解效率要好于纤维素酶单独的水解效率,经漆酶和高压蒸汽预处理的甜高粱秆渣的酶解效率得到显著提高,浸润于不同溶液中的甜高粱秆渣经高压蒸汽预处理并酶解,其葡萄糖收率有所不同,且在溶液中加入KMnO4后再进行高压蒸汽处理,能进一步提高葡萄糖收率。 相似文献
4.
为充分利用白酒丢糟资源,探讨了酸酶联合水解法对其进行糖化以获得可发酵糖的可行性。以木糖和还原糖浓度为指标,研究温度、固液比、混合酸浓度和时间等因素对酸解效果的影响;在此基础上分析纤维素酶对酸解残渣(AHR)的酶解历程,并利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和X-衍射(XRD)技术考察不同水解阶段丢糟的结构特性变化。结果表明,丢糟在温度为100℃、固液比为1:12g/mL和酸浓度为2.0%的条件下经混合酸水解120min可获得59.32g/L还原糖和6.49g/L木糖,该酸解阶段的半纤维素和纤维素转化率分别为77.38%和62.50%,木质素溶出率为43.50%。AHR在纤维素酶用量为4000U/g原料、温度为45℃和pH值为4.8的条件下继续作用2.5h可获得13.27g/L还原糖,该酶解阶段的纤维素转化率为66.67%,酶解率高达90.73%。结构特性研究表明,水解作用前后的丢糟形貌结构变化明显,孔隙率和比表面积增加,有利于纤维素酶对AHR中纤维结晶区的作用。FTIR和XRD结果显示,水解前后的特征组分所对应的吸收峰强度发生了变化,相对结晶度逐渐提高。白酒丢糟经酸酶联合水解作用转化为可发酵糖具有可行性。该研究可为丢糟生物质发酵制备乙醇提供理论基础。 相似文献
5.
乙二醇-氯化铁预处理对棉秆酶水解效率的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
为提高棉秆的纤维素酶水解效率,该研究以乙二醇为预处理溶剂,氯化铁为催化剂对棉秆进行预处理,实现了棉秆木质素和半纤维素的有效去除,提高了酶水解效率。以木质素和半纤维素的去除率为指标,运用正交试验方法优化乙二醇-氯化铁预处理条件。结果表明,棉秆在90%乙二醇水溶液,0.1 mol/L氯化铁,固液比1∶15,160 ℃条件下处理20 min,木质素和半纤维素去除率分别为85.7%和88.9%。相较原料,预处理后棉秆酶解率提高了7.6倍,葡萄糖产率达到100%（基质浓度5%,酶载量8.3 FPU/g,水解72 h条件下）。通过结构表征发现乙二醇-氯化铁预处理使棉秆的比表面积增大,致密结构被破坏,有效提高了棉秆的纤维素酶可及性。 相似文献
6.
玉米芯碱液预处理条件优化 总被引：10，自引：3，他引：7
该文对木质纤维素原料玉米芯碱液预处理条件进行了优化,以去除木质素,提高半纤维素、纤维素的酶解得率为目的。采用单因素多水平和正交试验方法得到最优预处理条件为：预处理时间12 h,温度70℃,液固比23︰1,反应液中各物质质量分数为氨水2.5%、过氧化氢 0.6%、硅酸钠5%、硫酸镁0.05%。在此最优条件下,玉米芯残渣得率为59.74%、半纤维素保留率为56.60%、纤维素的保留率为86.20%、木质素的保留率为11.83%。残渣经分步酶解（木聚糖酶和纤维素酶）,半纤维素、纤维素、总的酶解得率分别为41.36%、88.09%、69.21%,比未经预处理的玉米芯酶解得率分别提高了39.18%、40.89%、44.88%。结果表明,酶解得率与半纤维素的损失、木质素的去除有直接相关性。 相似文献
7.
非离子表面活性剂PEG对棉秆木质纤维素酶解的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
为了提高纤维素的水解作用,减少酶的用量,该文研究不同分子量的聚乙二醇(PEG,poly ethylene glycol)表面活性剂对棉秆木质纤维素水解复合酶的影响,研究不同分子量的PEG对还原糖、纤维素酶、木质素酶、蛋白吸附率、酶动力学特征的影响。结果表明,2.5g/L添加量的PEG 2000、PEG 4000、PEG 6000和PEG 8000均能提高棉秆木质纤维素水解酶的活力,增加纤维素的转化率,减少蛋白的非特异性吸附率,提高棉秆木质素和纤维素的降解率,提高最大反应速度和降低酶与底物的亲和力,其中PEG 6000效果最好。3.0g/L的PEG 6000添加量对纤维素的转化率最高,达到58.12%(P<0.05)。对于吸附率,2.0、3.0、4.0、5.0g/L的添加量与对照相比差异显著(P<0.05),且相互之间差异不显著(P>0.05)。添加3.0g/L PEG 6000的表面活性剂能保持上清液中较高的蛋白浓度,水解3h后,没有添加表面活性剂的处理,纤维滤纸酶酶活从0.1245FPU/mL下降到0.012FPU/mL,下降了90.37%,添加PEG 6000后,FPA酶的活性恢复到0.041FPU/mL;水解48h,添加PEG 6000和不添加PEG 6000纤维素的转化率分别达到65.71%和54.68%,添加PEG 6000提高纤维素转化率20.18%。结果表明,PEG6000可以提高纤维素的转化率,为工业生产实践提供了参考。 相似文献
8.
超低浓度马来酸水解玉米芯纤维素 总被引：1，自引：0，他引：1
为考察超低浓度马来酸对玉米芯纤维素的水解性能,该文采用高温液态水预处理和超低马来酸水解相结合的两步法。3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法和高效液相色谱法(HPLC)分析表明,第一步预处理(200℃,10min,4MPa,500r/min,液固比20:1mL/g)玉米芯可获得12.24g/L还原糖,半纤维素转化率91.76%,损失3.61%的纤维素;其残渣进行第二步酸水解(质量分数0.1%,220℃,20min,4MPa,500r/min,液固比20:1mL/g)可获得9.94g/L还原糖,纤维素转化率达95.17%,约1/3转化为糖。气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析表明,第二步水解液中含有多种木质素降解副产物,如苯酚、苯甲酸等,带有多种活泼基团,可能与糖降解物反应,加快葡萄糖降解正反应的进行。改进反应器,使得糖降解物和木质素降解物及时排出,可提升马来酸水解性能,为马来酸在生物质水解领域的应用提供参考。 相似文献
9.
微波预处理对玉米秸秆的组分提取及糖化的影响 总被引：2，自引：1，他引：2
为了分离得到玉米秸秆中的半纤维素、木质素,改善纤维素的酶水解可及性,对玉米秸秆进行了二步微波预处理法研究.考察了秸秆粒径、液固比、碱及甘油用量、微波功率与处理时间对半纤维素和木质素得率的影响;探讨了预处理后秸秆的酶水解性能.得到的优化预处理条件为:玉米秸秆粒径40～80目;微波-碱预处理功率116.7 W/g、时间10 min、液固比20 mL/g、碱用量150％(质量分数);微波-甘油预处理功率66.7 W/g、处理时间30 min、液固比20mL/g、甘油质量分数100％.试样结果表明:经微波预处理后每10 g玉米秸秆最终可得到2.48 g半纤维素、0.95 g木质素,3.55 g还原糖;二步微波预处理不仅能够提取出玉米秸秆中的半纤维素、木质素,而且提高了纤维素水解的酶可及性,实现了组分的分离. 相似文献
10.
为了提高棉秆的酶水解效率,论文研究 了棉秆亚硫酸盐预处理过程中亚硫酸氢钠用量、浓硫酸用量、预处理温度与时间对预处理效果的影响,同时比较了棉秆不同部位的亚硫酸盐预处理效果。结果表明：预处理时添加亚硫酸氢钠可提高棉杆酶水解效率,随着用量的增加,底物酶水解转化率升高,用量超过8%后基本不变;预处理液pH值可影响棉秆亚硫酸盐预处理效果,存在一个最佳pH值,本研究中预处理液pH值为2.65时,底物的酶水解转化率最高;当预处理温度由100℃升高至170℃时,底物酶水解转化率升高较少,但当预处理温度继续升高时,底物酶水解转化率明显升高,在预处理温度180℃并保温20min时底物酶水解转化率达到最高为70.10%,继续延长保温时间底物酶水解转化率无明显变化。亚硫酸盐预处理过程中,木素和戊聚糖不断从原料中溶出,有利于后续的酶水解,研究发现木素的溶出比戊聚糖的溶出对棉秆酶水解的影响更大。棉秆不同部位的亚硫酸盐预处理效果不同,酶水解从易到难的顺序是：棉秆皮>细枝>全棉秆>主干>棉秆芯。 相似文献
11.
Garcia-Soto MJ Jimenez-Islas H Navarrete-Bolanos JL Rico-Martinez R Miranda-Lopez R Botello-Alvarez JE 《Journal of agricultural and food chemistry》2011,59(13):7333-7340
The kinetics of the thermal hydrolysis of the fructans of Agave salmiana were determined during the cooking step of mezcal production in a pilot autoclave. Thermal hydrolysis was achieved at different temperatures and cooking times, ranging from 96 to 116 °C and from 20 to 80 h. A simple kinetic model of the depolymerization of fructans to monomers and other reducing sugars and of the degradation of reducing sugars to furans [principally 5-(hydroxymethyl)furfural, HMF] was developed. From this model, the rate constants of the reactions were calculated, as well as the pre-exponential factors and activation energies of the Arrhenius equation. The model was found to fit the experimental data well. The tradeoff between a maximum fructan hydrolysis and a critical furan concentration in allowing for the best ethanol yield during fermentation was investigated. The results indicated that the thermal hydrolysis of agave was optimal, from the point of view of ethanol yield in the ensuing fermentation, in the temperature range of 106-116 °C and the cooking range time of 6-14 h. The optimal conditions corresponded to a fructan hydrolysis of 80%, producing syrups with furan and reducing sugar concentrations of 1 ± 0.1 and 110 ± 10 g/L, respectively. 相似文献
12.
Optimization of simultaneous saccharification and fermentation for the production of ethanol from lignocellulosic biomass 总被引：4，自引：0，他引：4
Simultaneous saccharification and fermentation (SSF) of alkaline hydrogen peroxide pretreated Antigonum leptopus (Linn) leaves to ethanol was optimized using cellulase from Trichoderma reesei QM-9414 (Celluclast from Novo) and Saccharomyces cerevisiae NRRL-Y-132 cells. Response surface methodology (RSM) and a three-level four-variable design were employed to evaluate the effects of SSF process variables such as cellulase concentration (20-100 FPU/g of substrate), substrate concentration (5-15% w/v), incubation time (24-72 h), and temperature (35-45 degrees C) on ethanol production efficiency. Cellulase and substrate concentrations were found to be the most significant variables. The optimum conditions arrived at are as follows: cellulase = 100 FPU/g of substrate, substrate = 15% (w/v), incubation time = 57.2 h, and temperature = 38.5 degrees C. At these conditions, the predicted ethanol yield was 3.02% (w/v) and the actual experimental value was 3.0% (w/v). 相似文献
13.
木质纤维素乙醇发酵研究中的关键点及解决方案 总被引：21，自引：6，他引：15
该文综述了近年来木质纤维素材料发酵生产乙醇的研究进展,提出了在木质纤维素原料发酵生产乙醇过程中的两大关键点,一是减少和消除原料预处理过程中抑制物及其有害影响;二是含木糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖等多种物质的混合物同时作为底物的乙醇发酵。在对已有研究结果比较和分析基础上,提出相应的解决方案。首先要采取综合的预处理过程,达到提高木质纤维素水解率的同时减少发酵抑制物;然后是提高发酵菌种对混合糖底物的利用能力和发酵生成乙醇的能力以及对抑制物的耐受性,以提高木质纤维素发酵生产乙醇的转化率。 相似文献
14.
蒸汽爆破玉米芯水解液脱毒及其发酵生产燃料丁醇 总被引：1，自引：1，他引：0
为探究以玉米芯为原料生产燃料丁醇的最佳工艺技术,该研究对蒸汽爆破玉米芯水解液的脱毒方式及脱毒后的水解液的丙酮丁醇发酵进行了研究。结果表明:D301树脂对玉米芯水解液进行脱毒的综合效果最好,甲酸、乙酸和总酚的脱除率分别达到60%、46.04%和56.31%,香草醛脱除率为100%,对糠醛和5-HMF的脱除率分别达到了82.95%和87.52%;同时总糖的损失率为4.38%。D301树脂脱毒后的水解液经C.acetobutylicum CICC 8016发酵丁醇和总溶剂产量分别为5.2和7.5 g/L,葡萄糖和总糖的利用率分别达到100%和73.67%。当D301树脂脱毒的玉米芯水解液初始糖的质量浓度为50 g/L时,丁醇和总溶剂(丙酮、丁醇和乙醇)的质量浓度分别达到最大9.7和14.6 g/L。该研究为利用玉米芯工业化生产燃料丁醇提供了可靠的技术支持。 相似文献
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糠醛是一种重要的生物质基平台化合物,国内外学者针对生物质产糠醛展开诸多研究,尤其是酸催化水解领域。该文综述了糠醛制备工艺在不同时期的情况,阐述并评价了目前新颖的同步产糠醛与纤维素基化学品工艺。对酸(稀布朗斯特酸和路易斯金属盐)催化木糖和半纤维素的反应动力学进行系统归纳,并阐述了相关机理的研究进展。最后,对现在研究热点——酸/有机溶剂作用体系中有机溶剂的作用机制进行归纳,并对计算化学在其中的最新研究情况进行总结。该文旨在为学者开展生物质产糠醛的研究提供信息,有利于学者进行选择性研究。 相似文献
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Gámez S Ramírez JA Garrote G Vázquez M 《Journal of agricultural and food chemistry》2004,52(13):4172-4177
Sugar cane bagasse, a renewable and cheap bioresource, was hydrolyzed at 100 degrees C using phosphoric acid at different concentrations (2, 4, or 6%) and reaction times (0-300 min) to obtain fermentable sugar solutions, which have a high concentration of sugars (carbon source for microorganism growth) and a low concentration of growth inhibitors (acetic acid and furfural). Xylose, glucose, arabinose, acetic acid, and furfural were determined following the hydrolysis. Kinetic parameters of mathematical models for predicting these compounds in the hydrolysates were obtained. Derived parameters such as efficiency of hydrolysis or purity of hydrolysates were considered to select as optimal conditions 6% phosphoric acid at 100 degrees C for 300 min. Using these conditions, 21.4 g of sugars L(-)(1) and <4 g of inhibitors L(-)(1) were obtained from the hydrolysis with a water/solid ratio of 8 g of water g(-)(1) of sugar cane bagasse on a dry basis. 相似文献
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在木质纤维素酶解研究领域,高浓度还原糖的获得是实现其能源转化的基础。以稀硫酸预处理后的稻草秸秆为原料,初始酶解物料条件为20%（重量/体积）,木聚糖酶220U.g-（1底物）,纤维素酶6FPU.g-（1底物）,果胶酶50U.g-（1底物）,选取吐温80（Tween80）、MgSO4、FeSO4、聚乙二醇（PEG）和牛血清白蛋白（BSA）作为酶解体系添加物,分别考察了其添加量对还原糖浓度的影响。试验结果表明：在稻草秸秆酶解体系中,Tween80、MgSO4、FeSO4、PEG和BSA5种化学物质各自最佳添加量分别为0.05、0.0005、0.02、0.01g和0.0005g.g-（1底物）;助催化作用强度依次为MgSO4〉Tween80〉BSA〉FeSO4〉PEG。添加MgSO40.0005g.g-（1底物）,48h糖化后,还原糖浓度达到72.45g.L-1,比对照提高了7.98%。试验结果表明添加适量化学物质可以有效提高还原糖浓度。 相似文献
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生物—碱氧化预处理玉米秸秆酶解条件的优化 总被引：1，自引：0，他引：1
白腐菌生物—碱氧化预处理（BAO预处理）具有环境友好、低能耗的优势,是一项很有前景的生产纤维质乙醇预处理技术。为获得预处理后玉米秸秆的最优酶解条件,通过动力学研究评价了纤维素酶负荷、反应时间、基质浓度对还原糖产量的影响,并利用响应面分析法优化了酶解反应温度、pH值和转速。结果表明,最适的酶解糖化条件为：酶负荷30 FPU/g,基质浓度20 g/L,反应时间48 h,pH 4.8,转速200 r/min,反应温度49℃。在此条件下,秸秆的还原糖产量达到（0.479±0.012）g/g。 相似文献