超声波辅助碱预处理蔗渣的研究

为了提高蔗渣的酶解产糖率,利用超声波辅助碱预处理蔗渣。碱处理的单因素实验和超声波辅助碱的正交试验表明,超声波辅助碱预处理蔗渣最佳参数为:碱的最佳浓度为1%、最佳处理时间为60 min、最佳处理温度为80℃。在超声波辅助碱预处理蔗渣最佳条件下,酶解产糖率的单因素实验最佳条件为:酶解最佳时间为30 h,最佳酶用量为6.0 FPU,最佳酶解温度为50℃。超声波辅助Na OH预处理蔗渣是一种能有效降低预处理温度,提高酶解产糖量,提高物料的可及性,提升生产效率,降低纤维素转化为乙醇生产成本的预处理方法。     

玉米芯稀酸水解液灭菌方式对Clostridium acetobutylicum XY16发酵性能的影响

玉米芯稀酸水解液(CDAH)中抑制物含量影响其制备生物丁醇的发酵性能。对玉米芯稀酸水解液的灭菌处理方式(如pH,灭菌温度等)与抑制物含量变化的关系进行研究。结果表明:pH、灭菌温度、水解糖液总糖浓度对蒸汽灭菌过程中抑制物的产生有显著影响,在优化的灭菌条件(总糖质量浓度70 g/L,pH 4.0,灭菌温度115℃,灭菌时间15 min)下,灭菌后的水解糖液中,糠醛11.2 mg/L,羟甲基糠醛(HMF)43.4 mg/L,单酚74.3 mg/L,多酚46.7 mg/L。产丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum XY16能利用水解糖液,总糖质量浓度为40 g/L时,丙酮、丁醇和乙醇(ABE)质量浓度达到11.78 g/L,其中丁醇为7.36 g/L,和传统灭菌处理(121℃,15 min)及过滤除菌处理的水解糖液相比,丁醇、丙酮和乙醇(ABE)质量浓度分别提高了129%和228%,丁醇质量浓度分别提高了116%和259%。     

浓酸水解蔗渣纤维质的动力学研究

研究硫酸和磷酸水解蔗渣的动力学。考察了酸浓度、固液比、粒度、温度对水解速率和糖产率的影响，以及水解蔗渣的结构特征，如电镜扫描颗粒表面、Ｘ—衍射结晶和比表面积等的变化，并建立了水解的动力学模型。     

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).     

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。     

发酵蔗糖化液产乙醇菌析的选育

利用纤维生物质生产生物燃料是解决当今世界能源和环境问题的重要途径.本研究从腐烂蔗渣、酒曲、酒糟等样品中分离到一批产乙醇菌株,通过高浓度乙醇选择性培养基筛选、TTC法复筛以及发酵乙醇能力分析,筛选得到一株发酵蔗渣糖化液能力较强的菌株.通过对菌落形态观察、电镜图片分析、18S rDNA基因序列分析,确定该菌株属于酿酒酵母属,命名为Saccharomyces cerevisiae Q2-1.优化了S. cerevisiae Q2-1发酵蔗渣糖化液产乙醇条件,当起始pH为 5.5、发酵温度为30 ℃、糖化液中硫酸铵浓度为0.4%时,静置发酵60 h后,发酵率可达89.2 %,蔗渣产乙醇率ω=13.6 %.     

一种基于水解过程的多糖快速鉴别方法

应用生物传感器记录树舌、灵芝和虫草多糖水解过程的还原糖(还原性末端数)和葡萄糖含量的实时变化,研究水溶性多糖水解过程中还原糖(还原性末端数)和葡萄糖的水解过程变化规律。研究表明,同一种多糖水解图谱稳定,不同种多糖图谱特异性明显,通过水解过程图谱的比对分析,可以实现对树舌、灵芝和虫草多糖的快速鉴别。     

玉米芯中木聚糖水解制备D-木糖的试验研究

研究了利用玉米芯为原料制备D-木糖的试验条件.经过详细的实验条件考察,得知玉米芯中木聚糖水解为D-木糖的最佳水解条件:硫酸质量分数为2.5%,反应温度为110℃,玉米芯质量(g)和硫酸体积(mL)的比值即固液比为1∶8,反应时间为3 h.木聚糖的水解率达到97.89%.水解液经过石灰水中和、活性炭脱色、乙醇洗涤等过程的脱毒处理,纯度可以达到97.8%,木糖的提纯率为57.6%.     

木糖产乙醇微生物的育种研究进展

甘蔗渣水解产物中含量第二高的是木糖，利用微生物高效转化木糖产乙醇是目前蔗渣纤维综合利用的关键途径之一，但野生型酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）不能利用木糖发酵产乙醇，这成为当前纤维素乙醇实现产业化生产的主要瓶颈之一。本文从微生物木糖代谢途径、利用木糖产乙醇的微生物、木糖产乙醇基因工程菌的构建、利用传统诱变方法改良木糖乙醇菌种等4个方面综述当前木糖产乙醇微生物的育种研究进展，指出木糖乙醇发酵最为理想的微生物菌种和最有应用前景的微生物分别是树干毕赤酵母（Pichia stipitis）和酿酒酵母基因工程菌，为改良木糖乙醇微生物提供理论依据。     

黄酒中降生物胺糖多孢菌的筛选及评价

为获得可降低黄酒中生物胺含量的菌株,研究对黄酒发酵过程中的糖多孢菌进行了分离鉴定,并对其生物胺降解能力进行了探究。研究从黄酒麦曲和发酵醪中共分离鉴定得37株糖多孢菌,以菌株产生物胺和降生物胺能力为评价指标,筛选获得2株低产生物胺且具有较强降生物胺能力的糖多孢菌(F1902和F2014)。经对菌株的分子生物学、生理生化指标进行鉴定,2株菌分别为披发糖多孢菌(Saccharopolyspora hirsuta)和玫瑰糖多孢菌(Saccharopolyspora rosea)。将分离得到的2株糖多孢菌在含有生物胺的培养基中于37℃发酵5 d,发现,两株糖多孢菌对总生物胺降解率分别高达76.41%±0.82%和74.62%±0.84%。进一步对2株菌在不同环境条件下的降生物胺能力进行研究,结果表明,温度、pH值和乙醇浓度均会影响糖多孢菌的生长及降生物胺能力。其中,S.hirsuta F1902和S.rosea F2014降解生物胺的较适温度为30℃,较适pH值为7,在添加体积分数7%乙醇的环境下仍能发挥一定的生物胺降解能力。希望研究为利用糖多孢菌控制黄酒酿造过程中的生物胺含量和以黄酒为生物资源的开发利用提供一定的理论参考。     

甘蔗渣霉变对厌氧发酵产沼气的影响

为探究霉变对甘蔗渣厌氧发酵产沼气的影响，本研究选取正常的甘蔗渣和霉变的甘蔗渣，对其结构、理化性质、发酵过程参数和物质去除率进行测定。结果表明，霉变的甘蔗渣结构被破坏，且表面存在较多的附着物和微生物。与正常的甘蔗渣相比，霉变的甘蔗渣含水量提高44.6%，可溶性糖含量降低95.4%，总氮含量提高48.6%，木质纤维素含量增加。在厌氧发酵过程中，正常甘蔗渣的溶解性化学需氧量最高值(3 229.0 mg/L)是霉变的甘蔗渣的3.4倍，且正常的甘蔗渣的总挥发酸(Total Volatile Fatty Acids,TVFA)最大值为1 855.8 mg/L，比霉变的甘蔗渣高26.2%。此外，霉变的甘蔗渣总固体(Total Solids，TS)去除率比正常的甘蔗渣减少17.2%，挥发性固体(Volatile Solids，VS)去除率仅为正常甘蔗渣的56.7%，累积沼气产量和甲烷产量比正常的甘蔗渣分别降低60.6%和77.9%。综上，甘蔗渣霉变后结构遭到破坏，可溶性糖含量急剧下降，产沼气潜力大大降低。     

CSLF法提取蔗渣半纤维素工艺条件的响应面优化

利用中心组合设计法(CCD),对蔗渣半纤维素的纤维素溶剂的木质纤维素组分分离(CSLF法)进行优化.在单因素实验的基础上,确定磷酸质量分数、磷酸蔗渣液固比和水浴温度是影响蔗渣半纤维素提取的3个关键因素.以半纤维素提取率为响应目标,采用CCD和响应面分析法(RSM),确定CSLF法半纤维素的最佳提取工艺:磷酸质量分数为83%,磷酸蔗渣液固比为8.95 mL·g^-1和水浴温度为48.94 ℃.结果表明:蔗渣半纤维素提取率可达到75.29%,比优化前提高9%.     

利用发酵法丙酮酸产生的废渣制备超微碳酸钙

将发酵法制丙酮酸产生的废渣进行前处理，制取超微碳酸钙。探讨了废渣前处理的工艺条件，讨论了用处理液制取超微碳酸钙的工艺路线和工艺控制参数。     

甘蔗渣的研究进展

综述了甘蔗渣的研究进展,包括甘蔗渣纤维素的结构、性质、改性方法及甘蔗渣在工业、建筑业、生物、农业及预防医学上的综合利用.     

阳离子蔗渣半纤维素的合成及表征

以从蔗渣中提取的半纤维素为原料、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为阳离子试剂、乙醇/水为反应介质,通过季铵化反应制备了阳离子蔗渣半纤维素聚合物.通过改变反应条件合成了一系列水溶性好、取代度在0.002~0.02之间的阳离子半纤维素.采用傅立叶红外光谱和13C核磁共振表征了改性半纤维素的结构,并利用凝胶渗透色谱检测了改性前后半纤维素的相对分子质量,发现改性后半纤维素的相对分子质量有所降低.最后利用同步热分析仪测定了改性前后半纤维素的热稳定性,发现改性后半纤维素的热稳定性下降.     

甘蔗渣制备木质陶瓷及其性能表征

报道了以甘蔗渣为原料 ,采用混合后热压再烧结的全新工艺制备木质陶瓷的研究 ,并对其密度、气孔率、强度、电阻率等性能进行了测试 ,对其性能特征、形成机理及规律进行了分析。初步展示了原料配比、酚醛树脂浓度、温度等参数对整个制备过程及木质陶瓷性能的影响。实验结果证明了通过该工艺用甘蔗渣制备木质陶瓷的可行性 ,为木质陶瓷的研究开辟了新的方向和空间。     

甘蔗渣采用白腐菌生物降解的研究

研究了甘蔗渣采用两种白腐菌的生物降解，分析了不同培养条件对木素降解的影响。研究内容包括从自然界筛选分离出一株具有木素降解能力的白腐菌ＨＧＸ０３，并与引进的白腐菌Ｐ．ｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ进行了处理甘蔗渣的研究和比较。在相同条件下培养１４ｄ和２８ｄ，Ｐ．ｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ作用于甘蔗渣的总木素降解率分别为１９５％和２６３％，ＨＧＸ０３则分别为１５２％和２２７％。ＨＧＸ０３处理后的甘蔗渣白度比Ｐ．ｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ约高２％（ＩＳＯ）。供给氧气可以提高白腐菌的木素降解能力，促进作用主要表现在生物处理的中期。附加营养物可以明显地减少处理原料的重量损失，增加木素的降解。与单纯采用菌丝体相比，全培养物接种可以利用白腐菌生长过程中产生的胞外酶，起到增加木素降解速率的效果。     

蔗渣稳定流态化床的形成机理及其特性研究

根据蔗渣颗粒的固有性能,研究通过添加特殊介质的方法来使蔗渣形成稳定的流态化床,并探讨了这种流态化床的形成机理以及有关的特性,提出了宏观碰撞—惯性物理模型。