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玉米秸秆酶水解条件的优化研究

化学工程 2008年第2期36卷 59-62页

作者：吕学斌张毅民杨静梁莹马沛生天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津300072

采用响应曲面法对玉米秸秆酶水解反应进行了评价,从而确定玉米秸秆酶水解反应的优化条件为底物中酶浓度57.5 FPU/g,底物质量浓度64.7 g/L,温度48℃,pH值4.8,反应时间49 h。在此条件下,每100 g底物还原糖产量为46.34 g,与模型预测值46.4... 详细信息

采用响应曲面法对玉米秸秆酶水解反应进行了评价,从而确定玉米秸秆酶水解反应的优化条件为底物中酶浓度57.5 FPU/g,底物质量浓度64.7 g/L,温度48℃,pH值4.8,反应时间49 h。在此条件下,每100 g底物还原糖产量为46.34 g,与模型预测值46.43 g底物非常接近。与单因子实验相比,酶浓度降低了2.5 FPU/g,底物质量浓度提高了14.7 g/L,反应时间缩短了23 h,还原糖产量提高10.41%。响应曲面法优化玉米秸秆酶水解是合理有效的,得到的优化条件有利于玉米秸秆的转化生产还原糖。

关键词：玉米秸秆酶水解还原糖响应曲面法

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蒸汽爆破预处理对玉米芯酶水解的影响

太阳能学报 2018年第6期39卷 1675-1680页

作者：王风芹谢慧仝银杏李传斌任天宝宋安东河南农业大学生命科学学院/农业部农业微生物酶工程重点实验室

采用不同的蒸汽爆破条件对玉米芯进行预处理,研究蒸汽爆破对玉米芯理化性质和酶水解的影响。结果表明：蒸汽爆破条件为1.4 MPa,300 s时,玉米芯酶水解液中总糖浓度最高为58.17 g/L。蒸汽爆破预处理主要引起半纤维素大量降解,但过高的压... 详细信息

采用不同的蒸汽爆破条件对玉米芯进行预处理,研究蒸汽爆破对玉米芯理化性质和酶水解的影响。结果表明：蒸汽爆破条件为1.4 MPa,300 s时,玉米芯酶水解液中总糖浓度最高为58.17 g/L。蒸汽爆破预处理主要引起半纤维素大量降解,但过高的压力或过长的保压时间会使木糖进一步降解,从而使玉米芯水解糖得率降低。X-衍射结果表明：经1.4 MPa,300 s蒸汽爆破的玉米芯结晶度由对照的24.49%提高到43.09%。由扫描电镜可知,蒸汽爆破可提高玉米芯的孔隙度和表面积,从而提高酶水解效率。

关键词：农业剩余物废物利用酶水解玉米芯蒸汽爆破预处理

超临界二氧化碳偶合超声预处理强化玉米秸秆酶水解(英)

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催化学报 2014年第5期35卷 763-769页

作者：银建中郝刘丹喻文王恩俊赵孟姣徐琴琴刘一凡大连理工大学化工机械学院精细化工国家重点实验室辽宁大连116024

提出了一个木质纤维素生物质预处理的全绿色加工过程.以玉米秸秆和玉米芯为原料,以超临界CO_2和超声偶合法对木质纤维素进行预处理.超临界CO_2预处理条件为:压力15-25 MPa,温度120_170℃,含水量50%,反应时间0.5_4 h.超声场功率600W,温... 详细信息

提出了一个木质纤维素生物质预处理的全绿色加工过程.以玉米秸秆和玉米芯为原料,以超临界CO_2和超声偶合法对木质纤维素进行预处理.超临界CO_2预处理条件为:压力15-25 MPa,温度120_170℃,含水量50%,反应时间0.5_4 h.超声场功率600W,温度80℃,作用时间2-8 h.用纤维素酶水解反应获得的还原糖总量来评价预处理效果.结果表明,单纯超临界CO_2和超临界CO_2偶合超声预处理都能够提高生物质水解反应还原糖产量.对于玉米芯,超临界CO_2预处理(170℃,20 MPa,3 0min)后,还原糖产率为62%(未预处理的为12%).对于玉米秸秆(170℃,20 MPa,2.5 h),还原糖产率为46.4%.对于玉米芯,超临界CO_2偶合超声预处理(600 W,80℃下超声处理6 h,然后用170℃,20 MPa超临界CO_2预处理30 min)后,还原糖产率为87%.对于玉米秸秆,超临界CO_2偶合超声预处理(600 W,80℃下超声处理8 h,然后用170℃,20 MPa超临界CO_2预处理1 h)后,还原糖产率为25.5%.与未处理生物质相比,X射线衍射结果表明玉米秸秆和玉米芯在超临界CO_2和超声预处理后其结晶度没有明显变化.扫描电镜分析则发现木质纤维素的表面积显著增加.

关键词：木质纤维素预处理超临界CO2 超声场酶水解

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竹材酶水解制备单糖的预处理研究进展

林业科学 2024年第3期60卷 150-159页

作者：马腾飞刘悦战雅微王美鑫李志强国际竹藤中心竹藤科学与技术国家林业和草原局重点实验室北京100102

糖类是生物体的基本营养物质和重要组成成分,糖平台化合物指糖类经生物或化学转化而来的基本化学物质,并可进一步转化为高价值的生物基化学品或材料。利用资源量大、生长周期短的竹材制备单糖,进而开发一系列生物基糖平台化合物,前景广... 详细信息

糖类是生物体的基本营养物质和重要组成成分,糖平台化合物指糖类经生物或化学转化而来的基本化学物质,并可进一步转化为高价值的生物基化学品或材料。利用资源量大、生长周期短的竹材制备单糖,进而开发一系列生物基糖平台化合物,前景广阔。竹材可通过绿色、环保、可持续的生物酶水解工艺制备单糖,其中最关键的步骤是预处理,要求成本合理、废液处理过程简便环保,且木质素能够有效利用。本研究综述近10年来预处理对竹材酶水解制备单糖的影响,从反应机理、底物收率、底物中纤维素含量、酶水解性能和糖降解生成发酵抑制物等角度,概括总结物理法、化学法、物理化学法、共晶溶剂法、有机溶剂法和其他方法等预处理方法的优势和不足。基于绿色高效转化利用的目标,建议竹材预处理制备单糖要综合考虑预处理工艺、生物酶制剂、竹种、竹龄和木质素高值化利用等因素,并提出未来竹材生物炼制技术的研究方向:1)竹材的致密和坚硬结构是影响其高效预处理的重要因素,需探索系统的低耗能破碎方法;2)研发具备廉价、绿色、工艺简便和降解产物少的预处理药剂以及符合竹材结构特性的预处理方法;3)研发竹材木质素高值化利用关键技术与工艺,推进竹材原料全化学组分利用。

关键词：竹材预处理酶水解单糖

酶水解对马尾松纤维细胞壁结构及微纤丝制备的影响

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林产化学与工业 2017年第3期37卷 82-88页

作者：朱晶航李新平王转杜敏陈立红陕西科技大学轻工科学与工程学院陕西西安710021 陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室陕西西安710021 陕西科技大学化学与化工学院陕西西安710021

漂白马尾松纤维经纤维素酶水解后,用高压均质机处理得到纤维素微纤丝(MFC),利用快速比表面积及孔隙度分析仪、X射线衍射仪、红外光谱仪对MFC的聚合度、形貌、直径分布进行分析,探究酶水解对制备MFC的促进作用。结果表明:酶水解作用能够... 详细信息

漂白马尾松纤维经纤维素酶水解后,用高压均质机处理得到纤维素微纤丝(MFC),利用快速比表面积及孔隙度分析仪、X射线衍射仪、红外光谱仪对MFC的聚合度、形貌、直径分布进行分析,探究酶水解对制备MFC的促进作用。结果表明:酶水解作用能够改变纤维的比表面积、结晶度和孔隙结构。漂白马尾松纤维在100 MPa压力下均质处理30次后得到的MFC的聚合度为354,直径主要分布在20~50 nm;漂白马尾松纤维在50℃下经纤维素酶(酶用量10.0 FPU/g)水解2 h,在100 MPa压力下均质处理30次后得到的MFC的聚合度为229,直径主要分布在10~40 nm。

关键词：酶水解孔隙分布结晶度比表面积 MFC

高温液相水耦合湿磨预处理酶水解玉米秸秆的研究

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太阳能学报 2016年第5期37卷 1290-1294页

作者：刘启予李文志李自红中国科学技术大学热科学和能源工程系合肥230026

以酶水解玉米秸秆获得高葡萄糖收率为目标,通过实验研究高温液相水耦合湿法打磨预处理技术对葡萄糖产率的影响。研究结果表明:将200℃,40 min条件下高温液相水预处理的玉米秸秆再湿磨预处理,经15 FPU/g的纤维素酶水解得到的葡萄糖收率高... 详细信息

以酶水解玉米秸秆获得高葡萄糖收率为目标,通过实验研究高温液相水耦合湿法打磨预处理技术对葡萄糖产率的影响。研究结果表明:将200℃,40 min条件下高温液相水预处理的玉米秸秆再湿磨预处理,经15 FPU/g的纤维素酶水解得到的葡萄糖收率高达83.1%。同时,以5 FPU/g的纤维素酶处理时湿磨效果更为明显,葡萄糖收率由湿磨前的58.4%上升至湿磨后的70.7%。

关键词：高温液相水湿法打磨预处理酶水解

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琼胶酶水解工艺条件的优化及产物分析

中国食品学报 2015年第12期15卷 99-106页

作者：肖琼肖安风姚德恒朱艳冰倪辉蔡慧农集美大学生物工程学院福建厦门361021 福建省食品微生物与酶工程重点实验室福建厦门361021 厦门南方海洋研究中心经济海藻资源化利用与深加工重点实验室福建厦门361021 厦门市食品生物工程技术研究中心福建厦门361021

为探讨琼胶酶水解琼胶的动态过程变化,采用DNS法测定还原糖,结合苯酚-硫酸法测定体系总糖,根据二者比例,得出体系总糖随时间变化的平均聚合度,从而得出各因素对琼胶水解过程的影响。结果表明,来源于厦门红树林的海洋弧菌JMUAZ6菌株产生... 详细信息

为探讨琼胶酶水解琼胶的动态过程变化,采用DNS法测定还原糖,结合苯酚-硫酸法测定体系总糖,根据二者比例,得出体系总糖随时间变化的平均聚合度,从而得出各因素对琼胶水解过程的影响。结果表明,来源于厦门红树林的海洋弧菌JMUAZ6菌株产生的琼胶酶,其水解琼胶的适宜工艺条件为:水解温度40℃,p H 7.0,初始底物质量浓度12 g/L,加酶量25%,在120 r/min振荡条件下酶解反应90 min。此工艺条件下产生还原糖的质量浓度2.179 g/L,平均聚合度最低值(DP)3。通过20 L罐放大试验验证小试优化工艺条件具有良好的重现性。采用薄层色谱分析酶解产物的降解情况,结果显示:反应48 h后,终产物为二糖及少量的四糖。

关键词：琼胶酶水解工艺优化聚合度琼胶寡糖

热碱-分步酶水解-厌氧消化工艺处理秸秆畜粪混合物料及其甲烷高值化条件

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环境科学 2019年第2期40卷 1003-1010页

作者：卞爱琴远野张璐璐付强陈天明何磊丁成王爱杰盐城工学院环境科学与工程学院盐城224051 中国科学院生态环境研究中心环境生物技术重点实验室北京100085 江苏科易达环保科技有限公司盐城224007

为获得秸秆畜粪混合物料在厌氧消化过程中的甲烷高值化产出,提出了一种新型"热碱-分步酶水解-厌氧消化"组合工艺.以玉米秸秆和牛粪混合物料作为实验对象,考察物料中纤维素、半纤维素、蛋白质获得高溶出效率的热碱预处理条件;分步投加纤... 详细信息

为获得秸秆畜粪混合物料在厌氧消化过程中的甲烷高值化产出,提出了一种新型"热碱-分步酶水解-厌氧消化"组合工艺.以玉米秸秆和牛粪混合物料作为实验对象,考察物料中纤维素、半纤维素、蛋白质获得高溶出效率的热碱预处理条件;分步投加纤维素酶和蛋白酶的剂量及水解时间;热碱预处理后的混合浆液和热碱-酶水解后的混合水解液厌氧消化甲烷产率及产气周期.结果表明,在80℃和0. 5%Na OH碱用量条件下,纤维素、半纤维素和蛋白质的溶出效率(%TS)最高,与未预处理相比(对照组),分别提高24. 84%、12. 24%和8. 92%;分步酶水解的过程和条件为:先投加80 U·g-1的纤维素酶水解18 h,再投加20 U·g-1的蛋白酶水解4 h,纤维素和蛋白质的水解效率可分别达到74. 08%和74. 01%,获得的水解液中糖类提高12～32倍;在厌氧消化阶段,热碱-酶水解后的水解液甲烷产量最高值可达750 m L·h-1,产气周期50 h,相比于热碱预处理后的底物消化(对照组),产甲烷效率提高了约14倍,产气周期缩短了约17 d.热碱-酶水解预处理能有效地解除混合物料厌氧消化过程的水解限速,研究结果可以为开发高效的农业废弃物能源高值化利用技术提供参考依据.

关键词：秸秆畜粪混合物料热碱预处理酶水解厌氧消化甲烷产率

γ射线辐照预处理对麦秸纤维素酶水解产糖的影响

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原子能科学技术 2009年第1期43卷 36-40页

作者：杨春平沈志强喻国策王建龙湖南大学环境科学与工程学院湖南长沙410082 清华大学核能与新能源技术研究院环境技术研究室北京100084

文章涉及γ射线辐射预处理麦秸的辐照效应及辐照后效应研究。实验结果表明,辐照预处理能明显破坏麦秸的结构。随辐照剂量增加,麦秸质量损失增大,粒度分布向细颗粒方向迁移。辐照与粉碎结合预处理有明显的协同效应,较适宜的预处理条件为5... 详细信息

文章涉及γ射线辐射预处理麦秸的辐照效应及辐照后效应研究。实验结果表明,辐照预处理能明显破坏麦秸的结构。随辐照剂量增加,麦秸质量损失增大,粒度分布向细颗粒方向迁移。辐照与粉碎结合预处理有明显的协同效应,较适宜的预处理条件为500 kGy、粒度为0.109 mm,葡萄糖得率为10.2%。辐照后效应对麦秸酶解产糖有明显的影响,以50、100、200、300和400 kGy辐照的麦秸酶解,其辐照后效应与初始效应的比值分别为12.9%、14.9%、8.9%、9.1%(产还原糖)和20.1%(产葡萄糖)。

关键词：麦秸 γ射线辐照预处理酶水解后效应