酸法提取豆渣微晶纤维素条件的优化

研究利用豆渣提取微晶纤维素及条件优化,并采用响应面试验法研究酸解时间、温度及盐酸的质量分数等因素对微晶纤维素得率的影响.结果表明,3因素间的相互作用对微晶纤维素得率影响显著,回归方程解得其最佳工艺条件:酸解温度88℃、酸解时间61min、盐酸质量分数为6.3%,微晶纤维素得率为69.4%.     

响应曲面法对玉米秸秆稀酸水解还原糖条件的优化

目的研究玉米秸秆纤维素在稀酸水解过程中各个因素对还原糖产率的影响,并对玉米秸秆纤维素稀酸水解条件进行优化.方法针对我国辽宁沈阳地区的农作物种植与能源需求现状,利用响应曲面设计试验方法(RSM),选择酸投加量、搅拌温度、水解时间作为试验因子,建立3因素3水平响应曲面回归模型进行分析,将还原糖产率作为响应值并进行曲面分析.结果 3个影响因子对还原糖产率均具有显著影响(P0.05).所得回归方程R~2值为0.9021,P0.05,足够精度值为5.962,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温度58.21℃,水解时间2.86 h,稀酸投加量112.55 mL.利用最佳水解条件进行验证试验,溶液总体积为165 mL,经过试验验证:玉米秸秆稀酸水解的还原糖产率为60.45%,此时,水解液中还原糖质量浓度为0.015 g/mL.结论搅拌温度与水解时间两因素对还原糖产率影响较为明显,该模型可以较好地预测出玉米秸秆纤维素稀酸水解的最佳反应条件与还原糖产率.     

麦秸秆稀酸水解条件的研究

通过对麦秸秆在相对较低的温度下稀酸水解实验研究,探讨了原料与稀硫酸的固液比,反应时间、稀硫酸浓度和温度对纤维素、半纤维素降解为还原糖含量的影响.确定麦秸秆最佳水解条件是:固液比为1∶8、0.6%稀硫酸在160℃下反应1 h,得到还原糖浓度50.34 g/L、得率为61.96%.     

稀盐酸预处理沼气发酵原料水葫芦的优化条件研究

以采自昆明滇池的新鲜水葫芦为材料,以酸降解液中所含还原糖和挥发性脂肪酸的含量为指标,研究温度、酸质量分数、固液比和处理时间对稀盐酸降解新鲜水葫芦有机质的影响.结果表明,各因素对还原糖含量的影响顺序为:温度酸质量分数固液比处理时间;对挥发性脂肪酸含量的影响顺序为:酸质量分数固液比处理时间温度.同时确定了稀盐酸预处理水葫芦的最佳条件为:酸质量分数7%,处理温度60 ℃,固液比1 g:3 mL,处理时间1.5 h,在此条件下还原糖和挥发性脂肪酸转化率达到4.4%和29.0%,与未处理样相比分别提高了628%和491%.可见,以此方式可提高水葫芦的生物利用率.     

纤维素在NaOH/尿素/硫脲复合溶剂体系中的溶解性能研究

纤维素可溶于NaOH/尿素/硫脲复合溶剂体系.实验采用正交实验的方法研究了NaOH/尿素/硫脲的浓度对纤维素溶解的影响,以及各种溶解条件对溶解效果的影响.通过用XRD、FT-IR表征了该体系下所得的再生纤维素膜.结果表明:纤维素在该水溶液体系下的最佳溶解条件:NaOH的质量分数7%,尿素的质量分数7%,硫脲的质量分数10%,冷冻温度-10℃,在该条件下对纤维素有很好的溶解性能且纤维素溶解再生后为纤维素Ⅱ.     

酶酸结合法降解植物纤维素新工艺

以麦秸为材料,研究乙酸、盐酸等对纤维素酶降解纤维素的影响;设计出降解纤维素的2个工艺方案:方案1是先酸解后酶解;方案2是先酶解后酸解。在这2种工艺方案基础上,研究一种酶酸循环降解法(CDCA法)。研究结果表明:方案2优于方案1;CDCA法亦明显优于方案1和方案2;以CH3COOH,HCl和纤维素酶为降解剂,在常压、温度低于100℃、反应12～15 h的条件下,CDCA法能使纤维素转化成葡萄糖的转化率达98.68%,反应终液中葡萄糖质量分数达5.38%;与常规技术相比,CDCA法只需25%的醋酸、50%的盐酸和少量的酶,可以大幅度地降低纤维素转化成葡萄糖的成本;本研究的酶酸结合法降解纤维素新工艺具有条件温和、工艺简单、成本低和周期短等特点,该工艺方法可为发酵工业上以纤维素为原料从事乙醇、抗生素、SCP等产品的开发生产及环保上固态生活垃圾的生物处理提供科学依据。     

POMs/TiO2复合催化剂光催化降解染料废水的研究

采用溶胶-凝胶方法表面修饰TiO2制备了几种POMs/TiO2复合光催化剂,考察了催化剂在紫外光照射下对模拟染料废水(茜素红溶液)的光催化降解行为.结果表明:POMs/TiO2复合催化剂较纯TiO2光催化降解茜素红活性明显提高,其中复合催化剂Cr3OSiW12/TiO2光催化降解模拟染料废水(茜素红溶液)效果最佳.反应最佳条件:催化剂为Cr3OSiW12/TiO2,多酸质量分数为0.5%,催化剂用量为15 mg,茜素红溶液浓度为0.1mmol/L.茜素红降解质量分数可达74.6%.     

微波辅助酸功能化离子液体催化降解纤维素

在室温离子液体中,以酸功能化离子液体为催化剂进行纤维素的微波辅助降解,分别考察了二甲基亚砜、催化剂和水对纤维素降解的影响.结果表明:纤维素在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐中的降解效果优于在1-丁基-3-甲基咪唑氯盐中的降解效果;二甲基亚砜能有效地降低体系的黏度,提高降解的效果;酸功能化离子液体的催化效果与其酸性大小相关;微波640 W下添加0.05 g催化剂,0.04 g水,0.6 g二甲基亚砜,反应60 s,纤维素降解效果最佳.     

超声波预处理下的稀酸-球磨系统降解桦木木屑

为研究木质纤维素水解技术,利用超声波结合稀酸球磨系统的方法降解桦木木屑.在pH=5的柠檬酸中处理36小时后,桦木木屑的还原性糖产率为130mg/g wood,主要的单糖组分为木糖、葡萄糖和甘露糖.利用X-射线衍射仪和紫外扫描仪对于球磨前后木屑的晶体结构和化学键变化进行表征,结果显示:稀酸球磨系统可以在常温常压下较好地水解木屑的木质纤维素.其中木质纤维素的结晶度明显降低,产生更多的不定形态纤维素,并且木质素部分被破坏,说明超声波预处理过程提高了纤维对化学试剂的可及性,促进木屑的糖化水解.     

低取代度羟丙基纤维素的制备及影响因素分析

将碱纤维素与环氧丙烷进行醚化反应,利用气固相法合成低取代度的羟丙基纤维素(HPC).研究了环氧丙烷质量分数、压榨比、醚化温度对HPC的醚化度及环氧丙烷有效利用率的影响.结果表明:HPC的最佳合成条件为环氧丙烷质量分数为20%(与纤维素的质量比),碱纤维素的压榨比为3.0,醚化温度为60℃.通过核磁共振对HPC进行结构测试,可知HPC的醚化度为0.23,环氧丙烷有效利用率为41.51%,纤维素分子链上成功接上了羟丙基基团.     

甲酸法绿色分离缅甸黄花梨中木质素和纤维素的研究

采用甲酸法处理缅甸黄花梨生物质,分离木质素和纤维素,探究了甲酸浓度、反应温度和时间对木质素分离效果的影响,结果表明最佳工艺参数为：甲酸质量分数88%,反应温度110 ℃,反应时间2 h。在此条件下的纤维素得率为89.56%,木质素含量（质量分数）为90%。傅里叶转换红外光谱（FT-IR）和高效液相色谱（HPLC）的分析表明,经过甲酸处理得到的纤维素和木质素都发生了不同程度的甲酰化修饰改性。X射线衍射（XRD）结果显示,经甲酸法处理后,纤维素的结晶度增大。以上结果可为生物质组分分离及其功能性材料制备提供技术支撑。     

汽相酸水解糠醛渣制取乙酰丙酸实验研究

为了提高生物质各组分的综合利用率,利用生物质经汽相酸水解生产糠醛的残渣制备乙酰丙酸,通过对4种反应条件下的糠醛残渣进行纤维素分析,汽相酸水解制糠醛过程中纤维素的转化率可低于10%,且水解过程糠醛收率高于70%,乙酰丙酸收率高于50%;此外提高酸浓度和压力虽然提高了半纤维素的转化率,但过度的加压和提高酸浓度反而不利于后续乙酰丙酸的制备.     

一种新的评价好氧性细菌降解天然纤维素能力的方法

对比研究了好氧性细菌生孢噬纤维菌Sporocytophaga sp. JL-01,纤维素诺卡氏菌Nocardia Cellulans sp. HD-86与青霉Penicillium sp. DS-04降解纤维素的特性.通过对上述菌株各种纤维素酶活的测定以及它们对滤纸和结晶纤维素粉CF11降解能力的比较,提出了新的评价好氧性纤维素细菌降解纤维素能力的方法,即采用天然纤维素失重率为指标测定酶活.     

Insights on cellulose hydrolysis in the porous structure of biomass particles using the lattice Boltzmann method

Lignocellulose biomass has been recognized as one of the most promising sources of low-cost and renewable biofuels, and its conversion into alternative fuels and valuable platform molecules has attracted widespread attention. The porous solid residue from lignocellulose biomass, which was pretreated by steam-stripping, is catalyzed by dilute sulfuric acid to form levulinic acid (LA). The process includes porous media diffusion, multicomponent reactive transport, liquid-solid interface reaction, and cellulose dissolution. Understanding the interactions between these complex physicochemical processes is the basis for optimizing the performance of the hydrolysis reaction. In this study, a porous reaction transport model based on the lattice Boltzmann method (LBM) was established to simulate the conversion of cellulose to LA which was catalyzed by dilute acid. The simulation results were compared with the existing experimental results to verify the accuracy of the model. The simulation results showed that temperature has a significant effect on hydrolysis and the highest carbon yield was obtained at 180 °C. Without considering the lignin reaction, the higher the sulfuric acid concentration, the better is the hydrolysis efficiency in the range of 4% – 8%. The influence of cellulose content and steam-stripping the residue porosity on the dissolution rate of cellulose was also evaluated. The average dissolution rate of cellulose is the highest within 75 min, when the porosity is 0.7 and the cellulose content is 50%.     

环氧细菌纤维素的合成工艺研究

以细菌纤维素为原料,在非均相体系中与环氧氯丙烷反应,合成了环氧化细菌纤维素.研究了反应条件:如环氧氯丙烷用量、NaOH用量、反应温度及反应时间对环氧基含量的影响.结果表明:合成EBC的最佳条件为反应温度35℃,反应时间3h,细菌纤维素以干重计算约0.5g,环氧氯丙烷的用量为30 mL,w=30％ NaOH的用量为40 ...     

降解均三嗪类除草剂的优势菌的特性研究

从长期受农药污染的土壤中分离得到一株能高效降解均三嗪类除草剂的菌株,命名为FR,对其生理生化及降解特性进行了测定,结果表明,FR对于典型均三嗪化合物扑草净有很好的降解作用,最佳碳源为8g/L的甘油;经DEAE纤维素层析及苯基交联琼脂亲合层析纯化后酶活性提高近30倍。     

低温稀酸预处理玉米秸秆的研究

本文采用低温稀酸法预处理玉米秸秆,利用正交实验方法考察了反应时间、反应温度、硫酸浓度三个因素对预处理效果的影响,以水解液中木糖浓度和葡萄糖浓度比值和预处理后的物料酶解液中葡萄糖的浓度作为评价指标。实验结果表明：在固液质量比1:5时,硫酸浓度2 ％,温度90 ℃,反应时间12 h为最佳处理条件,此时水解液中木糖浓度和葡萄糖比值为4.43,酶解液中葡萄糖的浓度为2.76%。     

优势菌种的驯化与纯菌液相油烟降解速率

用油烟气冷凝液为碳源,驯化来自城市污水处理厂氧化沟的活性污泥,结果表明真菌增长较快并显示出优势,微生物通过分工协作降解油烟污染物.一株优势红冬胞酵母菌被分离出来进行降解液相油烟污染物的动力学试验研究,实验结果表明:在优化条件37℃、pH值范围为6.0~7.0、无机盐浓度为1.0 m g/L、磷酸氢铵浓度为5.0 m g/L、溶解氧浓度为5.4 m g/L(搅拌速度120~160 r/m in)下,优势红冬胞酵母菌降解液态油脂的动力学模型是:u=0.13s352 s(-h 1);在低油烟浓度(352 m g/L)条件下,降解反应为一级生化反应;在高油烟浓度(352 m g/L)条件下,降解反应为零级生化反应;当油烟浓度等于352 m g/L时,比降解速率是最大比降解速率K值的一半,油烟浓度处于352 m g/L附近时,是从一级降解反应到零级降解反应的过度区.     

木薯渣预处理工艺和酶水解工艺研究

以木薯渣为纤维素材料,利用稀酸预处理和绿色木霉产的纤维素酶对植物中的纤维素进行降解,同时,分析了木薯渣的主要组分。结果表明：木薯渣中纤维素含量为46．7％,木质素为16．9％,半纤维素为32．6％;当固液比为1：40,HCI浓度为3．5％,反应时间为3．5h时,进行预处理,可以收到较好的处理效果。当水解温度为55℃,pH=4．8,纤维素酶用量为120FPA／g,水解时间为28h时,还原糖的释放量为0．191mg／mL。