γ射线辐照与NaOH溶液协同预处理对玉米秸秆酶解产糖率及微观结构的影响

为提高玉米秸秆的酶解产糖量,研究γ射线辐照与NaOH溶液协同处理对玉米秸秆中酶解还原糖得率的影响。采用红外光谱(IR)、X射线衍射分析和扫描电镜(SEM)分析协同处理对玉米秸秆微观结构的影响。结果表明,较低剂量辐照对玉米秸秆酶解还原糖得率作用不明显,但可大幅降低后续碱浸泡所需的用量和时间。电镜扫描结果表明,经200kGy剂量辐照与碱协同预处理的样品,表面积增加最多。经200kGy辐照和2%NaOH溶液协同预处理的玉米秸秆,其酶解还原糖含量达到了48.34%,这为应用酶解玉米秸秆生产工业乙醇提供了理论依据。     

NaOH预处理对水稻秸秆沼气发酵的影响

以水稻秸秆为原料,在试验室自行设计的小型沼气发酵装置上进行了厌氧发酵试验,研究不同质量百分数NaOH预处理对水稻秸秆沼气发酵的影响。结果表明,经过NaOH预处理后,水稻秸秆组分被破坏,其中半纤维素降解十分明显;产气量较对照组有明显增加,发酵时间有所缩短。其中NaOH质量百分数为6%的处理组产气率最高,为246.6 mL/g（干物质）,且甲烷体积分数最高达50%。综合来看,以NaOH质量百分数为6%的预处理效果最为理想。     

复合菌剂和NaOH预处理提高秸秆厌氧消化性能

为提高纤维素类原料厌氧消化性能,降低处理成本,该研究采用复合菌剂和2%、4%、6%、8%NaOH（以玉米秸秆干物质质量计）对以玉米秸秆为代表的纤维素类发酵原料进行预处理,研究不同预处理方式对纤维素等成分的含量、厌氧消化性能和生产成本的影响。试验结果表明,经复合菌剂和NaOH处理后,秸秆的木质素、纤维素和半纤维素总含量显著降低,产气量和产气效率提高,其中,添加6%NaOH的预处理方式效果最佳,复合菌剂次之,与未处理相比,单位干物质质量产气量从120.70 mL/g分别提高到374.30和334.76 mL/g,厌氧消化时间从大于30 d缩短到18和19 d。采用复合菌剂和2%、4%、6%、8%NaOH预处理生产沼气所需的可变成本分别为0.72、0.80、0.98、1.09和1.57元/m3。综合考虑产气效率和生产成本,复合菌剂预处理由于具有较低的处理成本、较高的产气效率和较短的消化时间更利于推广应用。     

不同预处理方法对稻草秸秆固态酶解特性的影响

该文研究了自然堆积、超声波、NaOH溶液以及H2SO4溶液等不同方法预处理后的稻草秸秆基质固态酶解特性,结合SEM电镜扫描、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及X射线衍射对预处理前后稻草秸秆基质的结构特性进行了观察和分析,获得了稻草秸秆固态酶解的最佳预处理条件。结果表明自然堆积9d、质量分数分别为1.0%的NaOH溶液和15%的H2SO4溶液、超声40min的预处理条件能有效除去包裹在纤维素基质外表面的木质素和半纤维素,提高基质的酶解糖化效率。该试验中质量分数为1.0%的NaOH溶液预处理后的稻草秸秆通过酶解作用获得的还原糖产率最高,为126.3mg/g。该研究可为探索提高纤维素基质酶解糖化效率的方法提供参考。     

超低酸预处理结合酶解提高玉米秸秆糖化效率

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。     

生物—碱氧化预处理玉米秸秆酶解条件的优化

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。     

几种化学物质对稻草秸秆酶解糖化的影响

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。     

液氨和过氧化氢预处理对稻草酶解效果的影响机制

稻草是一种重要的木质纤维素资源,可以作为纤维素乙醇转化的原料。该试验通过高温过氧化氢(高温HP)、低温过氧化氢(低温HP)和液氨预处理(liquid ammonia treatment,LAT)3种预处理方式来克服生物质原料的酶解顽抗性,促进稻草酶解转化为可发酵单糖。对预处理后的稻草进行酶解试验,利用高效液相色谱法(highperformanceliquid chromatography,HPLC)定量测定了酶解液中的单糖含量,通过酶解转化率和单糖产量对预处理效果进行了分析比较。试验结果表明高温HP、低温HP和LAT 3种预处理方式均有效提升酶解率,其中LAT预处理的酶解促进作用效果最佳,高温HP预处理次之。稻草在120℃、预处理时间为60 min、30%H2O2水溶液与原料质量比为0.75∶1的高温HP预处理下,在纤维素酶添加量为15U/g时葡聚糖和木聚糖的酶解率分别为61.55%和47.82%,每千克干基稻草原料经144h酶解可生产单糖334.5 g。稻草在90℃、含水率60%、驻留时间为5 min、液氨与原料比例为1∶1的LAT预处理下,在纤维素酶添加量为15 U/g时,葡聚糖和木聚糖的72 h酶解率分别为88.62%和79.29%,每千克干基稻草原料经144 h酶解可生产单糖554.1 g,是未处理原料的2.9倍,总糖回收率达到90%。综上所述,LAT预处理稻草的酶解率显著高于其他单一预处理方法,该研究结果可为稻草制取燃料乙醇提供基础数据。     

金属阳离子促进酸预处理玉米秸秆效果

0.01%稀硫酸辅助超声波洗涤玉米秸秆可除去大量K、Ca、Mg及P元素。洗涤后秸秆用0.1%硫酸预处理时,硫酸中添加金属氯盐预处理时半纤维素降解率达37%,预处理渣的酶解率最高达23%;经洗涤的秸秆在未添加金属氯盐时,其值分别为17%和 12%。添加金属氯盐使反应体系溶液pH值降低,但添加与金属氯盐溶液的pH值相同的纯硫酸预处理经洗涤的玉米秸秆时,半纤维素降解率为19%,低于添加金属氯盐预处理的半纤维素降解率37%。几种氯盐中,FeCl3促进酸预处理半纤维素降解率高于其他几种。可知,金属氯盐特别是氯化铁能促进稀硫酸预处理玉米秸秆半纤维素降解率,且pH值降低不是引起预处理效率提高的关键原因。     

膨化预处理玉米秸秆提高还原糖酶解产率的效果

为了提高玉米秸秆的可发酵还原糖转化率,采用膨化技术对玉米秸秆木质纤维素进行预处理。扫描电镜观察,玉米秸秆的纤维束受到破坏,木质素包裹作用减弱,纤维素酶的空间作用面积提高。红外光谱分析表明有部分半纤维素和少量木质素水解;X射线衍射测定纤维素结晶度降低了12.68%。通过进一步纤维素酶解试验,与未处理的相比膨化处理后原料酶解时间可缩短16 h,未经膨化处理原料还原糖的酶解产率为13.48%,膨化处理后原料还原糖的酶解产率可达24.91%。结果表明,膨化预处理技术可明显提高玉米秸秆木质纤维素的能源化利用效率。该     

乙二醇-氯化铁预处理对棉秆酶水解效率的影响

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...     

金属盐强化乙醇预处理和添加剂联合对杨木酶解的影响

农林废弃物的生化转化是木质纤维类生物质能源化利用的重要手段之一。其中,木质纤维素是生物质能源最重要的形式,通过生化转化将木质纤维素转化为可发酵糖,进而转化为燃料乙醇和化学品,是生物炼制的重要途径之一。该研究以杨木为研究对象,采用不同金属盐强化的乙醇溶液对杨木进行预处理,探究不同金属盐（FeCl₃、CrCl₃、CuCl₂、FeCl₂、ZnCl₂、MnCl₂、MgCl₂、CaCl₂ NaCl和LiCl）强化乙醇预处理对杨木组分和酶解效果的影响,同时在酶解段进行不同种类添加剂（吐温80、茶皂素、牛血清白蛋白和木聚糖酶）的添加,探究不同金属盐强化乙醇预处理和不同添加剂联合对杨木酶解效率的影响,从而得到杨木酶解最优的金属氯化物和添加剂组合。结果表明：金属盐强化乙醇预处理能显著去除半纤维素和木素,破坏杨木原料的致密结构,提升预处理底物中纤维素含量,暴露更多可接触位点,提高酶对纤维素的可及性,其中三价和部分二价金属盐（过渡金属盐）强化乙醇预处理能一定程度地提升酶解效果,获得较高的葡萄糖得率。添加剂的加入可不同程度的提升酶解速度、缩短酶解时间,并提升预处理样品的最终葡萄糖得率,其中在吐温80的作用下,FeCl₃强化的乙醇预处理后杨木酶解可获最高葡萄糖得率达93.44%,该研究结果可为农林废弃物利用提供参考。     

球磨处理玉米秸秆纤维素原料的工艺参数优化(简报)

研究了玉米秸秆水解过程中球磨预处理工艺的优化,采用Plackett- Burman(PB) 试验设计和均匀试验设计法,用数据处理软件对试验结果进行分析,筛选出了球磨预处理过程中的主要影响因素,得到了具有较好拟合度的回归方程;通过分析原料粒径(mm),转速（r/min）,原料填装量（g）,研磨介质,交替时间（min）等球磨条件对酶解效率的影响,得出行星式球磨机粉碎玉米秸秆的最佳工艺参数为：原料粒径0.5 mm,转速340 r/min,原料填装量3.4 g,装球量15个（Ф=10.0 mm）,交替运行时间5 min。     

CrCl3预处理和表面活性剂对杨木酶解效率的影响

为了探究预处理和表面活性剂对纤维素酶水解效率的影响,该研究以杨木为研究对象,探究了温度对CrCl₃预处理的影响,同时从表面活性剂种类、用量和酶添加量3个方面分析表面活性剂对CrCl₃预处理后样品酶解的促进作用。结果表明：CrCl₃预处理对杨木组分分离有良好的促进效果,经160 ℃预处理后葡萄糖得率达到65.9%。通过结构表征发现预处理后杨木结构完整度降低,提高了纤维素的可接触面,进而提高了酶解效率。在酶解段加入木质素磺酸钙可显著缩短酶解时间,提高酶解效率,同时有效降低纤维素酶用量,最终酶解72h后葡萄糖得率达85.5%,当酶用量为该研究为提升木质纤维原料预处理效率和降低酶解成本提供了一定的理论支持。     

前处理对玉米秸秆蒸汽爆破效果的影响

为提高纤维乙醇生产过程中秸秆的预处理效果,该文研究了水预浸和CaO前处理对蒸汽爆破和酶解糖化的影响,并利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X-射线衍射仪(XRD)及傅里叶红外光谱仪(FTIR)对其影响机制进行了分析。结果表明:玉米秸秆经30%水(水料质量比30:100)预浸5d、经2%CaO(CaO与秸秆质量比2:100)处理3d或经30%水和2%CaO协同处理1d后再进行蒸汽爆破均可显著提高蒸汽爆破对木质素的降解,降解率由单独蒸汽爆破的20.6%分别提高到27.8%、35.1%和30.9%。玉米秸秆经3种复合预处理和酶解糖化后总糖浓度分别为3.81、3.59和3.46g/100mL,糖得率分别为42.2%、39.8%和38.3%,比单独蒸汽爆破预处理分别提高了23.7%、16.6%和12.3%。水预浸或CaO复合蒸汽爆破预处理后秸秆结构破坏严重,秸秆相对结晶度由单独蒸汽爆破的42.6%分别提高到47.0%和54.5%。水浸泡或CaO前处理可提高蒸汽爆破预处理效果和后期糖化效果,且所用试剂价格低廉,可以应用推广。     

不同金属盐强化乙醇/水预处理对蔗渣酶解效率的影响

预处理过程可以破坏木质纤维素生物质的致密结构、降低生物抗性,是木质纤维素生物质经酶解制备糖基平台化学的重要步骤。该研究以蔗渣为原料,在预处理温度为160 ℃、预处理时间为10 min时,选取0.025 mol/L 的不同金属盐FeCl₃、CrCl₃、AlCl₃、CuCl₂、FeCl₂、ZnCl₂、MnCl₂、MgCl₂、CaCl₂、NaCl、LiCl、Na₂CO₃对蔗渣进行乙醇/水预处理,并对预处理后样品进行酶解,探究不同金属盐强化乙醇/水预处理对蔗渣酶解效率的影响和规律,并进一步通过扫描电镜（scanning electron microscopy, SEM）、X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）、傅里叶变换红外光谱（fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR）和热重（thermogravimetric, TG）对蔗渣原料和预处理后的固体进行表征,探究金属盐强化乙醇/水预处理后蔗渣表面形貌与结构变化对酶解效率的影响,分析作用机理。结果表明:与原料甘蔗渣相比,不同金属盐强化乙醇/水预处理后样品中葡聚糖的质量分数从45.5%增加到77.2%,预处理后样品酶解48h后的葡萄糖得率也由51.14%增加到最高93.08%。其中,三价金属盐（FeCl₃、CrCl₃和AlCl₃）对蔗渣酶解效率的提升最为显著,这可归因于三价金属盐强化乙醇/水预处理可以更加有效的去除蔗渣中的半纤维素和木质素,增加酶对纤维素的可及性。后续表征分析也表明经过三价金属盐（FeCl₃、CrCl₃和AlCl₃）强化乙醇/水预处理后的样品比经过二价金属盐（CuCl₂、FeCl₂、ZnCl₂、MnCl₂、MgCl₂和CaCl₂）和一价金属盐（NaCl、LiCl和Na₂CO₃）强化乙醇/水预处理表面结构破坏更为彻底,结晶度相对增加最大,木素和半纤维素去除率最多,热稳定性也相对最高。该研究结果将为后续木质纤维素生物质的高效转化与利用提供参考。     

玉米秸有机栽培基质矿质营养及理化性质分析

为了探索玉米秸秆作为有机栽培基质的可行性,采用塔式发酵设备,以玉米秸粉为发酵主料,以烘干鸡粪和尿素为添加氮源,控制发酵物料C/N为60,初始含水率为66%,经添加发酵菌、分段发酵、堆积后熟等过程制成玉米秸基质。试验测定了玉米秸基质和草炭的矿质营养含量及主要理化性质,分析比较了玉米秸有机栽培基质与草炭基质的差异,结果表明：除铁、锰元素含量略低于草炭外,玉米秸基质中其他主要矿质营养含量普遍高于草炭基质,腐殖酸含量较草炭低58.9%,持水空隙较草炭小24.1%,pH值呈偏碱性,电导率较草炭高2.7倍。在进行园艺植物育苗和栽培时,应对玉米秸基质含盐量高、偏碱性的特点加以调整。     

不同改良剂对滨海盐渍土土壤理化性质和小麦生长的影响

【目的】盐分胁迫是滨海盐渍土上粮食产量提高的主要障碍因子之一。研究不同功能性改良物料对消除和减轻这一障碍因子的作用,为改良盐渍化土壤和提高作物产量提供理论依据。【方法】以小麦品种‘青麦 6 号’为供试材料,在滨海盐渍土上进行田间试验,设置 7 个处理为空白对照（CK）、含钙物料的磷石膏（PG）和脱硫石膏（FGD）、调酸物料的硫酸亚铁（FS）、含碳材料的牛粪（M）以及含碳和调酸物料的腐植酸（HA）和糠醛渣（FRs）,分析比较不同改良剂对滨海盐渍化土壤理化性质以及对小麦生长发育的影响。【结果】施加改良剂降低了土壤表层 (0—20 cm) 的 pH 值,作为酸性材料的腐植酸、糠醛渣和硫酸亚铁效果明显,土壤的 pH 值较对照分别降低了 0.10、0.11 和 0.11;施改良剂降低了土壤的交换性钠离子含量和钠的吸附比 (sodium adsorption ratio, 简称 SAR),磷石膏和脱硫石膏提供充足的钙离子用于置换土壤中交换性钠离子,明显降低了不同土层中的交换性钠离子含量和 SAR 值,0—20 cm、20—40 cm 和 40—60 cm 土层中,磷石膏和脱硫石膏对土壤交换性钠离子含量和 SAR 值的降低效果明显,其中施加磷石膏分别较对照降低了 15.5% 和 18.3% (0—20 cm)、28.2% 和 28.6% (20—40 cm)、36.5% 和 36.5% (40—60 cm),施加脱硫石膏分别较对照降低了 24.9% 和 27.9% (0—20 cm)、27.6% 和 26.3% (20—40 cm)、24.5% 和 25.0% (40—60 cm);施加改良剂增加了小麦成熟期的穗数,其中磷石膏、脱硫石膏和糠醛渣改良效果显著,分别较对照增加 27.6%、24.5% 和 18.6%,并分别提高小麦的产量 26.7%、17.8% 和 17.8%。【结论】 酸性物料的糠醛渣、腐植酸和硫酸亚铁,可以明显降低土壤 pH 值和增加小麦苗期的茎蘖数量,综合考虑改良剂对土壤 pH、Na+ 含量、SAR 值和小麦群体数量的影响,含碳的调酸物料的糠醛渣效果较好;含钙物料的磷石膏和脱硫石膏,可以显著降低土壤 Na+ 含量以及 SAR 值,增加小麦成熟期穗数,提高小麦产量均具有显著的效果,磷石膏效果最佳。     

不同干扰对黄土区典型草原土壤理化性质的影响

以黄土区云雾山典型草原为研究对象,分析4种干扰方式(封育、封育+施肥、封育+火烧和放牧)对土壤理化性质的影响。结果表明:(1)在0-50cm土层,封育、封育+施肥、封育+火烧地的土壤容重随土层深度的增加而增加,放牧地的土壤容重随土层深度的增加而减少。其中,在0-20cm土层,放牧显著高于其他3种干扰方式,封育+施肥显著低于其他3种干扰方式;(2)在0-50cm土层,4种干扰方式的土壤含水量随土层深度的增加而增加,依次为封育+火烧>封育+施肥>封育>放牧;(3)在0-50cm土层,4种干扰方式的土壤有机质、全氮和速效钾含量随土层深度的增加而减少;火烧地的全磷含量随土层深度增加而减少,其他3种干扰方式的全磷含量呈现先增加后减少的趋势。在0-30cm土层,4种干扰方式土壤养分(有机质、全氮、全磷和速效钾)含量为封育+施肥>封育+火烧>封育>放牧,且放牧会导致0-10cm所有养分含量显著降低(P<0.01)。(4)4种干扰方式,有机质与全氮、全磷和速效钾呈极显著的正相关关系(P<0.01)。