荻的蒸汽爆破预处理研究

研究了蒸汽爆破预处理对荻化学组成变化以及纤维素酶水解效率的影响,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱等分析爆破预处理对荻纤维形态、结构的影响.结果表明:蒸汽爆破预处理后物料中绝大部分半纤维素发生降解,部分木质素降解溶出,纤维素的相对含量有所提高;蒸汽爆破预处理后荻纤维表面和细胞壁受到不同程度的破坏,纤维素绝对结晶度降低,有利于酶水解作用进行;未处理原料的酶水解效率仅为14.38%,,蒸汽爆破预处理后纤维素酶水解效率最高达到了88.95%,.     

汽爆玉米秸秆渣诱导产纤维素酶及其水解特性

为提高玉米秸秆的生物降解效率,研究了汽爆处理玉米秸秆渣对纤维素酶的诱导作用及所产纤维素酶的水解特性。结果表明：玉米秸秆采用汽爆处理可以去除大量的半纤维素成分,获得的汽爆渣对里氏木霉NL02合成纤维素酶的诱导作用良好,以10 g/L的汽爆渣为碳源发酵7 d滤纸酶活达到1.90 U /mL。发酵5 d获得的汽爆酶水解效果最佳,当酶用量25 U/g,底物质量浓度50 g/L条件下,水解24 h酶解得率达到95.9%,水解48 h葡萄糖产率为76.4%。当汽爆渣质量浓度为80 g/L,酶用量为15 U/g时,48 h酶解效率达到90.1%,葡萄糖产率为62.9%。     

红柳制备低聚木糖和纤维低聚糖的研究

以固沙先锋植物红柳为原料,经蒸汽爆预处理,采用纤维素酶法水解制备低聚木糖和纤维低聚糖。将100g红柳于温度200℃、维压时间3 min条件下蒸汽爆破处理,蒸爆液中获得8.74 g低聚木糖,低聚木糖得率49.80%。红柳蒸汽爆破物料在用碱量25%(以Na2O计)、固液比1∶6(g/m L)、硫化度30%、160℃电加热油浴锅中处理90 min,木质素脱除率96.20%,纤维素回收率82.80%。蒸汽爆破-硫酸盐处理红柳于底物质量分数5%、50℃、p H为4.8条件下,经酶用量为20μmol/(min·g)的低β-葡萄糖苷酶活力纤维素酶三段水解24 h,纤维低聚糖得率49.03%,纤维素酶对纤维低聚糖的选择性60.09%。蒸汽爆破预处理适用于红柳制备低聚木糖,三段水解技术有利于预处理红柳渣制备纤维低聚糖,选择性高。     

微波预处理结合复合酶水解蔗渣

蔗渣是蔗糖加工废弃物,微生物利用蔗渣水解物作为碳源进行发酵可生产乙醇、乳酸等能源物质和化工原料,具有重要应用价值.采用微波加热结合酸碱处理工艺破坏蔗渣致密结构并去除木质素,比较4种商品纤维素酶对经预处理的蔗渣的酶解效果.最后针对蔗渣的复杂结构采用了复合酶酶解工艺.结果表明将蔗渣按1∶50固液比,在微波功率为280 w下加热,先于1%NaOH处理10 min,然后再于1%H2SO4处理5 min可有效破坏蔗渣的致密结构,去除部分木质素.采用的4种商品纤维素酶中,Yacult R-10纤维素酶酶解效果最好,最佳酶解条件为添加4 000 U/g预处理蔗渣,pH5.5,温度50℃,酶解时间12 h.采用复合酶组合(纤维素酶,果胶酶,木聚糖酶和半纤维素酶12∶2∶3∶5)酶解蔗渣得到酶解液总葡萄糖质量浓度为5.99 g/L.     

玉米秸秆稀酸-蒸汽爆破预处理和水解糖化的试验研究

考察了玉米秸秆经1%(w/w)稀硫酸和水分别浸泡后在不同汽爆压力(分别确定研究压力为1.5 MPa,1.8 MPa和2.0 MPa)和保压时间(分别为4 min,6 min和8 min)下进行蒸汽爆破预处理的处理效果。分析了预处理后固体和液体部分的主要成分和含量。通过考察预处理后固体部分经过纤维素酶作用后所得到的葡萄糖得率,确定了最佳的稀酸-蒸汽爆破预处理工艺。在1%稀硫酸预浸12 h后,采用1.8 MPa汽爆条件保压8 min,经过预处理玉米秸秆的最大葡萄糖得率为26.9 g/100g原料;在该条件下,预处理后过滤液中总糖得率最高为34.5 g/100 g原料。     

蔗渣乙醇预处理及其对酶解的影响

采用自催化乙醇法对蔗渣原料进行预处理,并通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线衍射仪对预处理样品进行分析,然后进行酶解.结果表明:蔗渣原料经乙醇预处理后,有大量木质素溶出和半纤维素水解;预处理样品的相对结晶度提高了32.97%;蔗渣纤维表面碎化,细小纤维暴露出来,极大地提高了酶解效率;当温度为195℃、乙醇体积分数为40%、保温时间为30min时,蔗渣原料木素去除率为57.97%,此时100g蔗渣原料经此预处理所得预处理液中的木糖量为8.59g,占原料中总木糖的35.16%,预处理样经酶解,所得酶解液中葡萄糖含量为40.29g,占原料中总葡萄糖的92.15%;初步实现了蔗渣原料中半纤维素和纤维素的逐步分离,同时得到大量乙醇木素;最优酶用量为10FPU/g(以每克固体浆料计),固液比为1∶40(g/mL).     

钢球振荡酶解汽爆麦草的研究

为了寻求一种提高纤维素酶解速度和转化率的新方法,采用静置、摇床振荡和钢球振荡三种不同的酶解方式进行汽爆麦草酶解和吸附实验。结果表明，钢球振荡方式不但增加了汽爆麦草对纤维素酶的吸附量，而且明显提高了酶解速度和底物转化率。采用钢球振荡进行汽爆麦草酶解的最佳酶活性浓度为3.6×10-7 mol/（s•mL），最佳转速为150 r/min，最佳酶解时间为24 h，还原糖得率为0.43。用环境扫描电镜观察三种不同方式酶解后的汽爆麦草的形态，经分析发现，钢球振荡还有助于减少产物对酶的抑制和提高底物对纤维酶的吸附和解吸频率。     

半纤维素水解产物的分离研究

对半纤维素水解产物的分离进行了研究。在适当的条件下,半纤维素被半纤维素酶水解后,用聚丙烯酰胺凝胶（Bio-Gel P-2）柱层析法及纸上分配层析法分离半纤维素的水解产物,可以得到木低聚糖、木糖、阿拉伯糖和甘露糖等组分。     

柳枝稷超高压爆破前处理研究

应用高压均质技术对柳枝稷（Panicum virgaturn）进行超高压爆破前处理。柳枝稷秸秆粉碎后用0．5％的NaOH加热处理,保持悬浮状态下通过高压均机进行100MPa爆破。结果表明,超高压爆破使柳枝稷颗粒悬浮液变为粘稠流体,粒度显著变小,超微结构由纤维状变为疏松的中空多孔状,木质素、灰分含量显著减少,碱消耗量显著增加,但对纤维素的结晶指数影响很小。处理后每克材料用4．7FPU的纤维素酶,5．3IU的木聚糖酶和0．4CBU的β-葡萄糖苷酶水解48h,酶解率97．6％,较未爆破对照提高21．1％。超高压爆破显著提高酶解率的主要原因是破坏了木质纤维的超微结构,增大了酶的作用面积,是一种有潜力的木质纤维材料前处理方法。     

不同反应器条件下纸浆蔗渣的酶法水解反应过程研究

以蒸煮时间为5.5h、温度155－160℃、P＝0．6MPa、pH4．5的纸浆蔗渣为底物，采用Yakult Onozuka R-10的纤维素酶，在50℃、pH5．0的条件下，考察了釜式和固定床反应器对蔗渣法水解的影响，测定了在不同底物浓度、不同搅拌强度和不同循环流速下还原糖的得率。结果表明，对釜式反应器来说，底物浓度高则转化率低，搅拌强度加大对纤维素水解有利；对固定床反应器而言，循环流速增加，可提高蔗渣的酶解还原糖得率。从工业化的过程来说 ，采用固定床反应器蔗渣酶解反应釜式反应器有利。     

蒸汽爆破对芦苇纤维及其木塑复合材料性能的影响

【目的】为了解决湖泊和湿地芦苇无人采收造成资源浪费和二次污染的问题,探究蒸汽爆破后芦苇纤维形态、结构和化学组分的变化,并研究了蒸汽爆破处理及芦苇纤维含量对木塑复合材料性能的影响。【方法】采用蒸汽爆破方法对芦苇进行处理,测定了纤维理化指标; 以高密度聚乙烯(HDPE)为塑料基体添加合适的助剂,采用双螺旋挤压法制备芦苇/HDPE木塑复合材料并测定其力学性能。【结果】与未经爆破处理的芦苇原材料相比,1.2 MPa和1.5 MPa蒸汽爆破处理的芦苇纤维素含量分别提高了19.2%和18.1%, 酸不溶木素分别减少了5.5%和1.0%,综纤维素分别降低了6.1%和12.7%,半纤维素大量降解,可溶性糖含量分别增加了4.51%和7.64%。1.2 MPa蒸汽爆破处理极显著增加了细纤维含量,可以改善纤维质量。同时,蒸汽爆破处理的芦苇/HDPE复合材料的拉伸强度和弯曲强度最大,较未爆破处理的分别提高了22.3%和32.6%,达到国标(GB/T 24137—2009)要求; 纤维质量分数为50%、55%和60%时的芦苇/HDPE木塑复合材料性能均达到国家标准。【结论】利用蒸汽爆破处理芦苇纤维生产木塑复合材料是一种高价值的新型芦苇资源化利用途径。     

玉米秸秆瞬间蒸汽爆破预处理的回归优化和结构分析

采用响应面法回归分析优化瞬间蒸汽爆破预处理玉米秸秆过程,研究了汽爆压强、维压时间以及填料量三因素对酶解糖产率的影响,基于Box-Behnken设计,分析并获得了一个二阶线性方程模型,能够较好地拟合实验值。获取的最优条件为汽爆压强3.5MPa,维压时间50s,填料量60g,此时糖产率达到54.37%,相比于未处理物料,其糖化率提高了1.88倍。采用扫描电镜、X射线衍射分析以及傅里叶红外光谱对处理前后的物料进行结构和组分分析,与未处理的物料相比,处理后的物料结晶度明显降低,颗粒度减小,可及度显著提高。     

预处理方法对城市落叶生物降解影响的研究

以城市落叶为原料,经试剂预处理后再用纤维素降解菌降解落叶,研究了酸处理、碱处理、常温浸泡及蒸汽爆破处理对城市落叶生物降解效果的影响.初步试验结果表明,HCl溶液预处理和蒸汽爆破相结合的方法效果最好.通过正交实验分析,蒸汽爆破时间对酶活和落叶降解率的影响大于HCl溶液浓度的影响.在HCl浓度为0.3mol/L,蒸汽爆破时间为20min的最佳预处理条件下,酶活达到27IU,落叶降解率达到33.61%.物理和化学的预处理技术与生物降解相结合,使落叶固废物再利用,减少了环境污染并为葡萄糖生产提供了新的途径.     

沸腾液体扩展蒸汽爆炸初期演化过程的数值模拟

对沸腾液体扩展蒸汽爆炸发生初期,容器顶部突然出现开口,压力快速泄放导致容器内介质过热沸腾的过程进行了模拟研究。选取过热水及饱和水蒸气为容器内介质,分析了该过程中气液两相的变化过程。探讨了初始温度（初始压力）、初始充装量及开口大小等因素对前述物理过程及容器内压力、温度的影响。结果表明：容器内过热沸腾的过程中,温度逐渐下降,压力响应会出现两次压力峰和一个压力平台期,两个压力峰值都会随初始温度的增加而增加,压力平台持续时间随初始温度先增大后减小;第一个压力峰值随初始充装量的增加先增大后减小,第二个压力峰值则随初始充装量的增加而增大,压力平台的持续时间和液体充装量成正比关系;开口越大两个压力峰值也越大,压力平台持续时间越短。     

蒸汽爆破处理对板材渗透性的影响

对柞木(蒙古栎)板材和红栎板材进行了压力为0.25、0.40和0.55 MPa的蒸汽爆破预处理,并测量了板材在爆破以后的横向气体渗透性.与未爆破板材的横向气体渗透性相比,经过蒸汽爆破预处理后板材的渗透性得到不同程度的提高,而且蒸汽爆破处理的压力越大及处理温度越高,处理后板材的渗透性越大;板材的厚度越薄,蒸汽爆破处理后其渗透性越大.爆破次数对板材的渗透性也有一定的影响,爆破次数越多,其渗透性越大.     

转基因pYBGAl酵母发酵木质纤维素水解液制备燃料乙醇

采用转基因pYBGA1酵母发酵葡萄糖及纤维二糖培养基,通过交叉实验研究了温度、酵母投入量对乙醇产率的影响;对木质纤维素进行爆破预处理,得到葡萄糖和纤维二糖的质量分数占50%预处理水解液,采用转基因pYBGA1酵母对预处理水解液发酵制备乙醇。结果表明,转基因pYBGA1酵母最佳发酵温度为28℃,最佳酵母投入量为10⁸mL^-1;当水解液中糖浓度为20g/L时,预处理水解液发酵得到乙醇的最大浓度可达6.8g/L。     

非能动余热排出系统的瞬态特性数值分析

对用于新型压水堆非能动余热排出系统的热工水力特性进行了理论分析．该系统利用3个相互耦合回路的自然循环把停堆后的堆芯余热排出．在一维质量、动量和能量守恒方程的基础上建立了非能动余热排出系统的数学模型，并编制程序对模型进行了数值求解，模拟了非能动余热排出系统的瞬态特性．计算分析了冷热芯位差和余热交换器换热面积对系统特性的影响．结果表明，各参数的变化趋势是合理的．冷热芯位差和余热交换器换热面积越大，对系统越有利．     

基于组件技术的主蒸汽管道寿命预测的在线实现

为了提高对某厂室内蒸汽管道安全性能的监测,基于COM组件技术,以一种新的体系结构设计管道剩余寿命预测分析模块,并嵌入到锅炉的DCS系统中.分析管道寿命预测的模型及模块的设计过程.现场运行情况表明,采用组件技术开发该系统具有模块化、可重用性高的特点.该模块运行稳定,可实现对主干蒸汽管道寿命评价.     

珠光香青挥发性化学成分研究

采用分析型超临界CO2流体萃取技术（SFE－CO2）与传统水蒸气蒸馏法（SD）,提取中药珠光香青挥发油,并通过气相色谱。质量谱联用技术测定了提取物的化学成分,从中分别鉴定出44和53个化合物,主要包括百里酚、谷巢醇、豆巢醇、木栓酮等成分。