小麦秸秆的蒸汽爆破及其产物表征

采用蒸汽爆破对小麦秸秆进行处理,并通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)对处理前后的物料进行表征.结果表明:小麦秸秆在压力1.8 MPa、保压时间6 min的条件下半纤维素的脱除效果较好,半纤维素脱除了88.2%;蒸汽爆破使得小麦秸秆原本的抗降解屏障被破坏;物料中半纤维素大量降解并脱除,细胞壁被破坏,所得纤维束结构松弛,表面积增大;物料结晶度由57.4%增至63.4%;最大分解速率温度向高温方向移动,由330.7℃升至383.7℃.     

玉米秸秆纤维素高效分离工艺研究

采用有机酸混合液为溶剂、稀盐酸为催化剂,将玉米秸秆在常压下蒸煮,再经过氧化氢处理,将半纤维素和木质素与纤维素脱离,达到分离出纤维素的目的 .处理后的废液再经酸沉-醇析法,分离和回收半纤维素与木质素,实现秸秆资源的全组分分离.通过对纤维素分离工艺的探讨,确定了玉米秸秆组分分离实验的最佳工艺条件.结果表明,甲酸、乙酸和水体积比为30∶60∶10,反应温度90℃,反应时间4 h,粗纤维素以5%过氧化氢为溶剂,溶液pH为12,60℃条件下处理3 h,得到的纤维素纯度可达到94.2%,纤维素、木质素和半纤维素的回收率分别为88.9%、75.6%和28.5%.     

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。     

酸催化蒸汽爆破预处理提高蔗渣酶解性能研究

采用常规蒸汽爆破以及酸催化蒸汽爆破对甘蔗渣进行预处理,利用扫描电镜（SEM）对比观察这两种汽爆方法对残渣表面结构形态的影响,对比分析汽爆液的糖类、汽爆残渣组分,最后通过纤维素酶解试验评价汽爆残渣的酶解性能。结果表明,常规蒸汽爆破和酸催化蒸汽爆破均能提高蔗渣原料的酶解性能,但是常规蒸汽爆破需要在较高的处理压力（〉2.0MPa）下才能明显水解半纤维素,破坏纤维素的天然结晶结构,显著提高蔗渣的酶解性能。酸催化蒸汽爆破只需很低的汽爆压力（0.7MPa）就能充分水解蔗渣半纤维素,而且对蔗渣纤维天然结构的破坏程度也要大得多,残渣的酶解率达到49.1%,比常规同一蒸汽爆破压力条件下的酶解率（25.1%）几乎高出一倍。酸催化汽爆残渣的酶解性能随汽爆压力的提高而改善,从半纤维素到木糖的收率则随压力的升高而降低,采取两步蒸汽爆破法,将可以同时获得高的木糖收率和高的纤维素酶解效率。     

基于蒸爆法的无胶混杂型纤维板构成

以中国资源丰富的速生杨木、竹材、核桃壳为原料,在爆破压力3.0 MPa、维压时间180 s下爆破杨木和毛竹,并在w(核桃壳粉)=10%,w(杨木纤维)=54%,w(竹纤维)=36%的材料配比下压制无胶混杂型纤维板.应用扫描电镜、化学成分分析和傅里叶变换红外光谱等方法,对无胶纤维板的胶合构成成因进行研究.研究结果表明:蒸汽爆破能有效分离纤维,且长纤维保留较多;纤维细胞被压溃,纤维表面的碎片状物质有助于新木质素-碳水化合物复合体的形成;纤维素、半纤维素的降解物在热压成板时可生成糠醛类化合物,并通过氢键使板材自胶合;将杨木、竹材混合爆破和加入核桃壳粉均对热压成板有利.     

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%,.     

酸性阳离子交换树脂催化降解木质纤维素制备可还原糖

 为研究木质纤维素中不同组分的降解规律,以自制强酸性阳离子交换树脂为催化剂,对秸秆、蒸汽爆破预处理秸秆和微晶纤维素(MCC)进行降解处理研究。考查了催化剂用量、反应温度、反应时间等对秸秆降解反应的影响,比较了纤维素和半纤维素降解效果。研究结果表明,在微波加热条件下,以离子液体[Amim]Cl 为溶剂时,当催化剂与木质纤维素质量比为1∶1、反应温度为140~160℃、反应时间为20~40 min 时,总还原糖收率最高可达92%且半纤维素较纤维素易于降解,在140℃反应30 min,木糖收率最高为47.3%,在160℃反应40 min,葡萄糖收率最高可达45.8%。比较木屑、蒸汽爆破预处理的木屑和微晶纤维素催化降解情况,结果表明,酸性阳离子交换树脂对它们均具有有效的催化效果,其中微晶纤维素降解效果最好。     

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。     

草酸预浸渍温压分控爆破技术对杨木性能的影响

采用温压分控爆破技术对草酸预浸渍过的杨木片进行处理,分别探究了草酸预浸渍质量分数、维压温度、维压时间以及爆破压力对爆破后样品三大组分相对含量的影响,并确定最佳爆破条件使得尽可能地去除半纤维素而保留纤维素.使用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和热重分析仪(TGA)对其结构...     

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.     

木聚糖酶和漆酶对竹原纤维

选用木聚糖酶和漆酶对竹原纤维进行精细化处理,探讨了不同处理工艺对竹原纤维化学成分和线密度的影响.结果表明,两种酶在60℃时活性最佳;随着酶质量分数的增加,半纤维素或木质素质量分数呈先迅速下降后趋于平缓、并略有上升的趋势;随着处理时间的延长,半纤维素或木质素质量分数呈先下降后趋于平缓的趋势,纤维线密度的变化规律则与之相反.木聚糖酶的最佳处理工艺条件为:温度60℃,质量分数0.5%,时间4 h,纤维线密度达5.82tex,比处理前降低42.9%;漆酶的最佳处理工艺条件为:温度60℃,质量分数2.0%,时间4 h,纤维线密度达5.31tex,比处理前降低47.2%.     

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%.     

活性碳纤维法分离提纯戊二酸研究

通过活性碳纤维(ACF)处理柱来分离混合二元酸(DBA)中有色物质,然后重结晶提纯分离戊二酸.研究系统分析了吸附剂用量、温度、流速以及可再生性能对吸附效果的影响,并确定了最佳工艺参数.结果表明,采用活性碳纤维吸附能很好地去除混合二元酸中的有色物质,最后分离提纯得到质量分数为99%的戊二酸,收率可达到80.5%;确定最佳工艺条件:温度为35℃,流速为48 mL/h,活性碳用量为1 g,用于再生蒸汽温度为200℃,再生时间为10 min.     

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。     

环己醇精馏塔塔底料液减压蒸馏加精馏分离工艺优化

采用减压蒸馏加精馏工艺从环己醇精馏塔塔底料液中回收环己醇.设计了单因素试验、正交试验,通过直观分析法和Analyst模块对试验结果进行分析计算,确定了最佳工艺条件;利用方差分析,讨论了各因素与试验值之间的关系以及对试验值的影响程度.结果表明,负压强为26.3 k Pa、蒸馏温度为150℃、采出时间为55 min时,产物中环己醇的纯度和回收率最大,分别为96%和92%;在负压强为16.3~26.3 k Pa、蒸馏温度140~150℃、采出时间45~55 min的范围内,纯度和回收率波动很小,表明该分离工艺具有很好的操作稳定性.     

苎麻骨纤维素提取及微晶纤维素制备工艺研究

为了系统分离苎麻麻骨中的纤维素,并对其分离的纤维素制备微晶纤维素从而提高苎麻资源化利用率,采用蒸汽爆破-碱法提取分离苎麻麻骨纤维素,探讨了反应温度、反应时间、NaOH浓度三个因素对纤维素提取效果的影响,同时研究了Na2SO3浓度、HCl浓度、水解温度和水解时间对苎麻骨微晶纤维素制备工艺的影响,并对纤维素和微晶纤维素进行了红外分析。结果表明,苎麻骨纤维素的最优提取分离工艺条件为反应温度90℃、NaOH浓度10%、反应时间8h;微晶纤维素制备的最优工艺条件为HCl浓度4%、水解时间60min、Na2SO3浓度6%、水解温度80℃。本研究结果为苎麻资源综合开发利用提供技术支持,也为其他植物生物质资源利用提供了理论参考。     

香榧外种皮的超临界CO2萃取及化学成分分析

采用超临界CO2技术提取香榧外种皮并分析其化学组分,研究了萃取压力、萃取温度、萃取时间和分离温度等单因素对提取物得率的影响,并通过正交试验确定了最佳的提取工艺条件为:萃取压力15 MPa,萃取温度45℃,萃取时间120 min,分离温度35℃.在上述条件下,提取物得率17.5%.通过GC-MS分析含量较多的40个化学组分,共鉴定出38个化学成分,发现香榧外种皮超临界CO2提取物中大多为萜类化合物.     

湿法分离回收铅冶炼废渣中铅、铜的研究

采用正交实验研究了湿法(酸浸取)分离回收铅冶炼废渣中铅、铜的最佳工艺条件.结果表明,在硝酸浓度为6 mol/L、浸取温度为60℃、时间为50 min、液固比为4的条件下,铅与铜的回收率分别达到了85.52%和89.65%.该工艺具有操作简便、经济、高效、无二次污染等优点,能产生较好的经济、环境和社会效益.     

小麦麸皮膳食纤维提取工艺研究

以小麦麸皮为原料,采用酶化学方法制备膳食纤维,通过正交实验得出不可溶膳食纤维的最佳提取条件:α-淀粉酶的用量为0.4%,酶解时间为40 min,碱解浓度为4%,碱解时间为45 min;在此条件下,不可溶膳食纤维得率为32.56%;初步探索了可溶性膳食纤维制备工艺,最终可溶性膳食纤维得率为9.90%.     

蓝莓花色苷超声辅助提取工艺优化及组分分析

通过单因素和Box-Behnken设计优化了最佳提取料液比、温度、时间条件,同时比较了最佳工艺条件下的超声辅助提取、传统酶法提取和静置提取的花色苷提取率及花色苷吸收光谱,并采用高效液相色谱（HPLC）分析了3种提取方法对花色苷组分的影响.结果表明：超声辅助提取最佳条件为提取时间119min,提取温度69.7℃,超声时间45.8min,稀释倍数7.8,预测得到花色苷的最大提取率为58.83±1.78%.在最优条件下,花色苷的提取率为58.64±0.32%,相对误差仅为0.95%,模型准确度高.超声辅助提取比传统酶法提取的花色苷提取率高12.96%.经HPLC分析,超声辅助提取提高了花色苷组分的提取率.