过氧甲酸预处理对甘蔗渣酶解和发酵的影响

以甘蔗渣(SCB)为原料,经过氧甲酸(PAP)预处理后加入酶进行水解,并以水解液发酵产乙醇,考察预处理时过氧化氢(HPP)浓度变化对甘蔗渣酶解和乙醇得率的影响。实验结果表明：在甘蔗渣PAP预处理过程中,HPP与甲酸(FAP)体积比为1∶1时,预处理甘蔗渣(PAP-SCB-1)的木质素脱除率达84.30%;在纤维素酶用量为10 FPIU/g(以预处理后的甘蔗渣质量计)时,PAP-SCB-1水解72 h葡萄糖得率为98.71%,较单独过氧化氢预处理甘蔗渣(HPP-SCB,葡萄糖得率9.11%)和单独甲酸预处理甘蔗渣(FAP-SCB,葡萄糖得率7.06%),分别提高了9.84和12.98倍;PAP-SCB-1水解液经24 h发酵后,乙醇得率为84.06%,比HPP-SCB(76.20%)和FAP-SCB(75.15%)均有增加。对预处理前后物料的化学成分变化、比表面积和结晶度进行测定,结果显示：经PAP预处理后可以显著脱除甘蔗渣中的木质素,木质素的量由未经预处理的21.27%降低到10%以下;比表面积和结晶度都有提高,PAP-SCB-1的比表面积和结晶度分别为13.01 m²     

过氧化氢-乙酸联合预处理对甘蔗渣酶解和发酵的影响

采用过氧化氢-乙酸(HPAC)对甘蔗渣(SCB)进行了联合预处理。以预处理后的甘蔗渣为原料,先进行酶水解,然后将水解液进行乙醇发酵,探讨预处理对甘蔗渣酶解和发酵的影响。实验结果表明：20 g甘蔗渣,加入150 mL过氧化氢水溶液(75 mL过氧化氢(30%)和75 mL水)和150 mL乙酸(99%),硫酸用量为过氧化氢-乙酸溶液体积的0.5%,在70℃反应2 h时,HPAC预处理脱除了88.85%的木质素,并使90.10%的纤维素保留在底物中。底物(HPAC/70-SCB-0.5)的酶可及度是80.30 mg/g,与相同条件下单独过氧化氢预处理(HP/70-SCB)和单独乙酸预处理(AC/70-SCB)相比,分别增加了38.26%和31.08%,甘蔗渣木质素的表面覆盖率从原料的0.66降低至0.22。酶解上清液在酶用量为5 FPIU/g(以底物计)条件下水解后,葡萄糖得率是87.63%,分别是HP/70-SCB和AC/70-SCB的6.89和20.62倍,发酵产乙醇质量浓度是7.57 g/L,分别是HP/70-SCB和AC/70-SCB的7.65和22.94倍。     

甘蔗渣的酸催化常压甘油有机溶剂预处理及其酶解

预处理可以打破木质纤维素原料纤维素、半纤维素和木质素三大组分间的顽抗结构,从而提升纤维素基质可酶解性。本文针对目前常压甘油有机溶剂预处理花费时间过长的问题,尝试开展酸催化的常压甘油有机溶剂预处理研究以缩短预处理时间。实验通过单因素选择和响应面Box-Behnken设计优化,获得酸催化常压甘油有机溶剂预处理的最佳条件为：预处理温度245℃,预处理时间38min,硫酸添加质量0.1%。在此条件下获得基质48h酶解率的响应面预测值为94.0%,实际值为91.4%。结果表明响应面优化方案和回归模型适用于本实验,预处理显著提高了基质可酶解性。高浓度基质（15%～20%）酶解进一步证明了预处理后基质具有突出的可酶解性,20%浓度基质在酶载量5FPU/g干基质条件下批次酶解72h,酶解率达60%,葡萄糖浓度达83.4g/L。酸催化常压甘油有机溶剂酸预处理在明显缩短预处理时间的同时,能显著提高木质纤维素基质可酶解性,使后续工业化意义的浓醪酶解糖化成为可能。     

氢氧化钠预处理泥炭酶解发酵产乙醇实验研究

通过发酵实验研究草本泥炭产乙醇的影响因素,为探索泥炭的乙醇化利用途径奠定基础。首先用碱溶液对粉粹后的草本泥炭预处理,然后纤维素酶酶解,将酶解液控制在不同发酵条件下开始厌氧发酵,研究时间、pH、温度和酵母加入量4个因素对实验的影响,最后通过正交试验选择草本泥炭发酵产乙醇的最佳工艺条件。结果表明：草本泥炭可以通过酶解发酵产生乙醇;酵母加入量对草本泥炭发酵产CH₃CH₂OH的影响最大;在发酵时间48 h、发酵温度41℃、发酵pH=3.0、酵母加入量0.75%时,酒精度可达到2.67%(体积分数)。     

氢氧化钠-硫脲-尿素水溶液高温预处理对麦草纤维酶解性能的影响研究

利用氢氧化钠-硫脲-尿素水溶液在高温条件下处理麦草纤维,通过单因素试验探究该体系对麦草纤维酶解性能的影响情况。结果表明:在用碱量(氢氧化钠计)10%、最高温度120℃、保温时间45min(纤维浓度20%)的条件下,该体系对麦草纤维酶解性能的改善效果最佳。在上述条件下,纤维中苯-醇抽提物、灰分、木质素和综纤维素的脱除率分别为65.29%、55.82%、67.80%和21.04%,同时酶解总糖含量和总糖转化率分别为45.7%和74.8%,比在相同条件下经氢氧化钠水溶液处理后纤维的相应指标增加21.5%。     

高效降解甘蔗渣的预处理技术新进展

甘蔗渣是一种重要的可再生生物质资源,其生物转化利用已成为必然趋势。蔗渣的预处理是利用其生产还原糖的第一个步骤。文章综述了近年来蔗渣预处理技术的新进展,比较了各种预处理技术,并展望其应用前景。     

不同预处理方法对芒草酶解效率的影响

将芒草秸秆粉碎,分别采用1%H_2SO_4、1%NaOH、蒸汽爆破(SE)、1%Tween-80和SE+1%Tween-80等5种方法对芒草秸秆粉末进行预处理,然后加入纤维素复合酶进行酶解产糖,通过测定酶解上清液中六碳糖的含量来比较不同预处理方法对芒草酶解效率的影响。结果表明,采用SE+1%Tween-80预处理,芒草酶解效率最高,可达74.45%,较未处理提高了3.75～11.79倍;采用1%H_2SO_4、1%NaOH、SE或1%Tween-80预处理,芒草酶解效率较未处理分别提高了0.55～3.24倍、2.52～5.60倍、1.30～5.97倍和0～0.96倍,其中1%Tween-80预处理对芒草秸秆的酶解几乎没有任何促进作用。     

木质纤维素乙醇预处理与酶解技术研究

木质纤维素乙醇的生产工艺中主要环节为预处理、酶解、发酵3个阶段.预处理是决定后续酶解效果的关键步骤,物理法、化学法和物理化学法预处理工艺是目前主要的研究方向,预处理效果需与经济可行性相互结合.对各预处理方式优缺点及经济可行性进行了综合性对比,较好的预处理方式为蒸汽爆破,糖回收率和经济可行性较高.后续采用诺维信公司不同酶...     

铁盐对玉米秸秆稀酸预处理及酶解的影响

常压下在0.8%硫酸水溶液中加入适量硫酸铁对玉米秸秆粉于80～100℃搅拌、蒸煮回流预处理,反应对原料中纤维素成分破坏程度小,有效促进半纤维素水解,并对随后酶解有明显促进作用.当底物/溶液比为1∶15 g/mL,铁盐浓度为1.0mmol/L、处理4 h时效果较好,纤维素转化率可由46.9%提高到51.3%,酶水解初始速率由15.0 mg/(g?h)(指单位时间内单位质量干料所产生的还原糖)提高至17.9 mg/(g?h).     

典型预处理对甘草渣酶解产糖及其结构的影响

采用稀酸、水热、离子液体和蒸汽爆破4种典型预处理方式处理甘草渣,通过HPLC、SEM、FT-IR、XRD分析,比较不同预处理方法对甘草渣产糖及结构的影响。研究结果表明：离子液体预处理对甘草渣中纤维素作用明显,酶水解液中葡萄糖、木糖和木二糖含量最高,其纤维素得率达到77.08%±2.12%,是未处理的2.05倍;水热预处理对甘草渣中半纤维素作用明显,预处理液中木糖、阿拉伯糖和木二糖含量最多,半纤维素得率最高,达到82.37%±1.13%,是未处理的8.90倍;蒸汽爆破预处理对甘草渣中木质素作用明显,预处理液中葡萄糖得率最高。结构分析结果与组分分析结果相一致,相比于其他预处理方式,离子液体预处理过程有效打破了甘草渣纤维结构,更有利于甘草渣的进一步高值化利用。     

蔗渣纤维素乙醇的预处理技术研究进展

从蔗渣的物化特性及预处理的必要性出发,综述了近年来国内外预处理蔗渣方面发展的不同技术途径(包括物理法、化学法、生物法和联合法)及其研究进展,对各种技术的作用效果和特点进行了总结和对比分析,并对蔗渣预处理技术的发展方向予以展望。蔗渣作为糖厂的主要副产物,具有量大、集中且纤维含量高等特点,是生产第二代生物乙醇的重要潜在原料之一,对其进行有效预处理是利用其制取生物乙醇的关键,直接影响着后续的酶解糖化和乙醇发酵效果。     

汽爆甘蔗渣转化乙醇的实验研究

研究了甘蔗渣的汽爆条件,并利用高效液相色谱（HPLC）对甘蔗渣汽爆产物进行了分析。在相同汽爆蒸汽压力下,随着汽爆保压时间的延长,降解产生的对后续酶解和发酵有害的物质甲酸、乙酸和糠醛等也随之增加。研究了汽爆甘蔗渣的酶解和发酵性能,在实验室小试的基础上,进一步利用50 L发酵罐进行放大的酶解和发酵实验,在酶解液固形物浓度27.09%（ω）条件下,48 h发酵液乙醇浓度6.17%（φ）,显示汽爆甘蔗渣能够较好地被转化用于生产乙醇。     

蔗渣闪爆处理及其黄原酸化物的制备和应用

采用热蒸汽适度闪爆及稀碱洗涤等预处理技术对蔗渣进行纯化和活化,利用处理后的蔗渣纤维素合成纤维素基黄原酸酯,对其在水处理中的应用进行了研究。研究优化了闪爆处理的工艺条件,并采用IR、SEM和化学分析技术对闪爆前后蔗渣纤维的形态、结构、a-纤维素的含量进行了分析,对处理前后的蔗渣纤维的碱化和黄原酸化合成条件进行了优化。结果表明,闪爆预处理技术是一种便宜、迅速、无污染的技术,蔗渣纤维素基黄原酸酯对含金属离子的污水有良好的处理效果。     

甘蔗黄原酸酯处理六价铬的研究

对甘蔗黄原酸酯(SCX)的合成进行了研究,结果表明最佳合成条件为:蔗渣3g,用浓度为20%的NaOH溶液100mL,先电动搅拌1h,再交联24h,在碱性条件下,于制得的蔗渣碱性纤维素中逐滴加入0.4mLCS2/(g纤维素)进行黄化反应2h,采用浓度5%硫酸镁100mL进行转型反应,所得SCX产品去除金属离子的性能最佳,用于处理含100mg/L的六价铬离子废水,去除率高达99%。反应后的碱废液可以重复利用。     

Enhanced Adsorption of Malachite Green by EDTAD-modified Sugarcane Bagasse

Abstract

Ethylenediaminetetraacetic dianhydride (EDTAD) modified sugarcane bagasse (SB) was prepared and characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Due to the presence of a large number of carboxyl groups, the adsorption capacity of the EDTAD modified SB (EDTAD-SB) for malachite green (MG) showed a significant increase compared with SB. Increase in ion strength of solution-induced decline of MG sorption. The maximum adsorption capacities were 157.2 mg g^?1 for MG, according to the Langmuir equation. Kinetic studies showed better correlation coefficients for a pseudo-second-order kinetic model, confirming that the sorption rate was controlled by a chemisorption process.     

Fiberboards Based on Sugarcane Bagasse Lignin and Fibers

Summary: Fiberboards were prepared using phenolic type resins (phenol‐formaldehyde) and sugarcane bagasse fibers. Lignin extracted through an organosolv process from sugarcane bagasse was used as substitute of phenol in phenolic resins from 40 (lignin‐phenol‐formaldehyde) to 100 wt.‐% (lignin‐formaldehyde) substitution. Some of the fibers were chemically modified by oxidation with chlorine dioxide and treatment with furfuryl alcohol (FA), leading to fibers coated with polyfurfuryl alcohol. Thermal analysis (DSC and TGA) of the prepolymers allowed setting up an efficient curing to prepare fiberboards. Impact strength and water absorption were measured showing the importance of the curing pressure to obtain good performance. When chemically modified fibers were used to prepare board samples, enhanced durability against white root fungi is observed, and to a less degree against brown root fungi. Sugarcane bagasse fiberboards were prepared from prepolymers where lignin substituted phenol up to 100%. This replaces these materials in advantageous position, relating to those prepared from phenol‐formaldehyde resins, due to their high content of renewable raw materials. The results obtained are promising for the utilization of sugarcane bagasse as raw materials for preparing fiberboards to be used in tropical areas.

Stabilization of sugarcane bagasse fiberboards made with unmodified and modified (ClO₂ + furfuryl alcohol) fibers and phenolic resin after 8 weeks exposure against fungi.     

Systematic Isolation and Utilization of Lignocellulosic Components from Sugarcane Bagasse

Lignocellulosic constituents as renewable feedstock can be utilized for various applications. A systematic procedure for separation of cellulose and lignin followed by hydrolysis of hemicelluloses was proposed in this study. Sugarcane bagasse was first subjected to alkaline hydrolysis to remove lignin and hemicelluloses. Then cellulose was separated from the alkali pretreatment residue and further purified. Meanwhile, the obtained pre-hydrolysis liquor (PHL) was acidified to precipitate lignin, and the filtrate was hydrolyzed with 1-methylimidazolium hydrogen sulfate ([Hmim]HSO₄) to prepare furfural. Response surface methodology (RSM) was employed to determine optimal conditions for isolation of cellulose. The sequential treatments resulted in a total release of over 77.3% of the original cellulose and 84.5% of the original lignin. In particular, 7.5% yield of furfural was obtained. The structures of the isolated cellulose and lignin were elucidated with Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR).