响应面法优化水/醇处理后汽爆玉米秸秆酶解

为了提高水/醇处理后汽爆玉米秸秆的酶解还原糖产率,对其酶解条件进行了优化。通过响应面优化法确定了底物质量浓度为53.28 g/L,纤维素酶用量为53.32 FPU/g,酶解时间为60.45 h时,还原糖产率可达672.36mg/g,与秸秆物料及汽爆后物料相比,酶解还原糖产率分别提高了170.46%和28.97%。化学组分及结构形貌分析表明,汽爆水/醇处理后物料纤维素含量显著增加,物料相对结晶度增高,其结构更有利于纤维素酶分子的吸附。     

离子液体[BMIM]Cl处理汽爆活化玉米秸秆及酶解

为了提高玉米秸秆酶解还原糖产率,利用蒸汽爆破法活化玉米秸秆原料,并利用离子液体[BMIM]Cl进行处理,考察了汽爆压力和维压时间对处理后物料酶解还原糖产率的影响。结果表明,汽爆压力2.6 MPa,维压时间90 s下汽爆活化秸秆原料,[BMIM]Cl处理后,酶解24 h后还原糖产率较汽爆活化后物料提高了84.03%,较原料提高了286.83%。秸秆化学组分分析表明,[BMIM]Cl处理后物料纤维素质量分数增加了64.86%,X射线衍射(XRD)与扫描电镜(SEM)分析表明,其晶形结构转变为无定形结构,更有利于纤维素酶与底物作用。说明汽爆活化[BMIM]Cl处理能显著提高玉米秸秆的酶解还原糖产率。     

蒸汽爆破玉米秸秆提高酶解还原糖产率的研究

对玉米秸秆进行蒸汽爆破预处理,并对处理前后的玉米秸秆组分和结构进行了表征。酶解24 h的实验结果表明,与未处理秸秆相比,汽爆处理后样品的还原糖产率提高了97%。化学与物理分析结果表明,处理后物料半纤维素及可溶性物质质量分数减少,纤维素质量分数增加29.7%;X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表明纤维素致密结构被破坏。预处理后物料酶解还原糖产率最高时汽爆工艺参数为:汽爆压力2.2 MPa,每克秸秆原料加入1 mL蒸馏水(简称液固比1 mL/g),维压时间9 min,物料颗粒度40~60目。     

汽爆玉米秸秆发酵丁醇的酶解工艺优化

为了提高秸秆酶解后的还原糖浓度和酶解液发酵后的丁醇产量,研究了不同因素对汽爆玉米秸秆酶解的影响,优化汽爆玉米秸秆秸秆发酵丁醇的酶解工艺。结果表明汽爆玉米秸秆的最佳酶解工艺为:反应温度50℃、原始底物浓度15%(wt)、酶用量60 IU·(g底物)-1、酶解时间48 h、搅拌器转速100 r·min-1。通过考察分步加料方式,三次加料方式最高表观黏度和反应后期表观黏度都低于两次加料的方式,而其糖浓度则略高于两次加料方式。当底物从原始浓度15%(wt)分三次加入到25%(wt)时,还原糖浓度、丁醇产量分别为89.23、9.82 mg·mL-1,分别增加了58.63%、44.20%。     

麦秸秆的氢氧化钙预处理及酶解试验研究

采用氢氧化钙对麦秸秆进行预处理,以酶解还原糖得率为目的,分别优化预处理及酶解条件。结果表明,氢氧化钙预处理麦秸秆的最佳条件是:Ca(OH)2添加量为0.06g/g(对秸秆),固液比为1:10,在120℃下反应时间为2h;最佳酶解条件是:温度50℃,pH4.8,纤维素酶17FPU/g(对秸秆),木聚糖酶160IU/g,在添加0.15g/g(对秸秆)Tween80条件下,酶解液中还原糖质量浓度为62.32g/L,酶解还原糖得率达85.23%。     

溶剂脱毒汽爆玉米秸秆对酶解以及发酵的影响

以脱毒对酶解及发酵的影响为研究对象,以酶解还原糖得率及发酵乙醇质量浓度为指标,采用溶剂萃取的方法对无催化汽爆玉米秸秆进行萃取脱毒。结果表明,酶解还原糖得率随着萃取剂及萃取方式介于34.85%和89.7%,酶解还原糖得率和发酵乙醇质量浓度与脱毒有机溶剂的沸点高度负相关,表明有机溶剂的残留是导致酶失活的主要原因。而对于所考察的溶剂,乙醇产率为0.47～0.49 g乙醇/g还原糖,表明有机溶剂残留对乙醇发酵并无显著影响。采用乙醚和丙酮的组合萃取,乙醇最高产率可以达到理论值的96.1%。     

响应曲面法优化小麦秸秆纤维素酶水解条件

利用响应曲面试验设计方法(RSM),选择底物质量分数、酶投加量、温度、pH值及水解时间为试验因子,还原糖(RS)产率为响应值,考察小麦秸秆纤维素酶水解过程中各影响因子对还原糖产率的影响,对小麦秸秆纤维素酶水解条件进行优化。结果表明,所考察的5个影响因子对还原糖产率均具有显著影响(p<0.05)。所得回归方程R² 值为 0.946 9,p<0.05,变异系数(C_V)值为4.37%,足够精度值为26.396,说明模型高度显著,可以在设计范围内对响应值进行预测。模型预测最佳水解条件为底物质量分数8.0%,酶投加量为35 FPU/g(以秸杆质量计),温度50 ℃,pH值5.4,水解时间96 h。利用最优水解条件进行验证试验,所得还原糖产率为60.73%,水解液中葡萄糖和木糖质量浓度分别为31.84和 16.74 g/L。     

中性纤维素酶糖化中性汽爆玉米秸秆工艺优化

提出一种在非缓冲系统中水解中性汽爆秸秆的工艺。首先选取具有较好协同降解木质纤维素能力的特异腐质霉(Humicola insolens)所产中性纤维素酶进行工艺优化,确定其水解工艺可以在非缓冲体系中进行。在此基础上,通过添加β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶、漆酶和表面活性剂与中性纤维素酶制剂中进行复配后在非缓冲体系中(自然pH值)水解中性汽爆秸秆,并用分批加酶水解提高了复合酶的酶解效率。结果表明,每克中性汽爆秸秆底物中加入10 FPU中性纤维素酶,75 IU β-葡萄糖苷酶,3 000 IU木聚糖酶和体积分数为0.5 % Triton-100,以100 g/L底物浓度水解120 h后,综合水解率为48.4 %。每克底物中复合酶以15+5 FPU,分批加酶水解120 h后综合水解率、纤维素水解率和半纤维素水解率分别为56.0 %、64.9 %和42.5 %。这有助于拓宽木质纤维素糖化工艺研究的思路,为木质纤维素材料高效糖化及后续乙醇发酵提供参考。     

促进玉米秸秆酶解效率的化学预处理方法比较

分别用八种化学方法对玉米秸秆进行预处理,将预处理后的试样用纤维素酶在最优条件下催化水解,初步比较了不同的化学方法在促进玉米秸秆酶解糖化方面的效果。通过比较各试样酶解后产糖量大小,得到最佳的预处理方案:采用0.176%(m/V)NaOH及0.9%(V/V)H2O2混合液在常温下按固液比1∶50振荡作用24 h,即在纤维素酶用量为50 FPU/g时,产糖量可从0.055 g/g提升到0.333 g/g,提高了83.51%;此时的木质素降解量亦为最大,达到了49.8%,此结果表明木质素的降解有利于纤维素酶敏感性的提高。     

玉米秸秆蒸爆渣的氨基酸辅助纤维素酶水解

以商品纤维素酶C2730酶解玉米秸秆蒸汽爆破渣,研究了不同氨基酸、氨基酸浓度、温度对水洗蒸汽爆破渣纤维素酶水解的影响,优化纤维素酶水解条件,提高纤维素酶水解得率。实验结果表明,纤维素酶水解蒸汽爆破渣的优化氨基酸为苯丙氨酸,优化水解条件为每克纤维素酶用量15FPIU,苯丙氨酸质量浓度为1.5 g/L,温度为50℃,水解时间为48 h,还原糖和葡萄糖得率分别为51.38%和36.78%。     

玉米秸秆生物法制取酒精的中间试验

建立了玉米秸秆采用蒸汽爆破预处理、纤维素酶水解和戊糖己糖同步发酵技术制取酒精的中间试验装置。玉米秸秆在1.6～2.0 MPa条件下蒸汽爆破预处理,在提高玉米秸秆对纤维素酶可及度的同时,玉米秸秆中纤维素、木聚糖和木质素损失分别为4.08%、40.02%和9.91%。里氏木霉以10%的原料制备纤维素酶,并用于降解剩余的90%的原料,滤纸酶活力和纤维素酶水解得率分别为2.27 FPIU/mL和71.3%。初始还原物浓度为43.65 g/L的水解糖液经树干毕赤酵母发酵16 h,还原物利用率和酒精得率分别为87.17%和0.43 g/g(酒精/消耗的糖)。     

纤维素酶水解玉米秸秆的影响因素研究

考察了预处理方式、纤维素酶加量、初始葡萄糖含量等因素对玉米秸秆酶解效果的影响。结果表明,经过稀酸和蒸汽爆破预处理玉米秸秆的酶解得率分别为97.0％和91.0％,均高于未经预处理玉米秸秆;对蒸汽爆破玉米秸秆,纤维素酶加量与酶液的滤纸酶活不成正比关系,纤维素酶加量越多,平均葡萄糖生成速率(GR)越大;葡萄糖对纤维素酶水解具...     

好氧生物预处理时间对玉米秸秆水解酸化的影响

以玉米秸秆为原料,先经复合菌系进行好氧生物预处理,然后接种厌氧污泥进行厌氧发酵,考察了预处理时间对厌氧发酵的影响,并测定木质纤维素结构及含量变化、关键性酶活、微生物多样性和厌氧发酵酸化产量。研究结果表明：随着预处理时间的延长,玉米秸秆的结构逐渐被破坏,木质素过氧化物酶活性逐渐降低,木聚糖酶和纤维素酶活性逐渐升高,最高分别达0.879和0.025 7 U/mg。放线菌、芽孢杆菌和曲霉菌是秸秆好氧生物预处理中的优势菌群。玉米秸秆经好氧生物预处理2 d,厌氧发酵产酸效果最佳,乙醇和挥发性脂肪酸产量为249.3 mg/g,比未处理提高了46.73%;玉米秸秆经好氧生物预处理5 d,乙醇和挥发性脂肪酸产量为138.2 mg/g,比未处理降低了18.66%。过长的玉米秸秆好氧预处理时间会使玉米秸秆中半纤维素、纤维素过度降解,这是造成玉米秸秆厌氧发酵产酸量下降的主要原因。以能源化、资源化为目的的玉米秸秆厌氧发酵预处理时,利用复合菌系好氧生物处理作为其预处理方法,应严格控制预处理时间,避免因为纤维素、半纤维素过度降解导致的产品产率下降问题。     

Extraction of oil from ground corn using ethanol

Corn oil was extracted from whole ground corn using ethanol as the solvent. The yield of oil was measured as a function of temperature, time of extraction, solvent-to-solids ratio, and ethanol concentration. Optimal conditions were a solvent-to-solids ratio of 4 mL/g corn, an ethanol concentration of 100%, 30 min of extraction time, and a temperature of 50°C. Under these conditions, a single batch extraction yielded ≈3.3 g oil/100 g corn, equivalent to 70% extraction efficiency. A three-stage extraction, where the same corn was exposed to fresh ethanol, resulted in a yield of ≈4.5 g/100 g corn (2.5 lb/bu of corn), equivalent to 93% recovery of the oil in corn. When anhydrous ethanol was used to repeatedly extract fresh corn, moisture was absorbed linearly by ethanol from the corn in successive stages, which, in turn, decreased oil yield and increased nonoil components in the extract.