木质素,纤维素研究论文(毛双群)
木质纤维素生物炼制的研究进展

木质纤维素生物炼制的研究进展林海龙【期刊名称】《生物加工过程》【年(卷),期】2017(015)006【摘要】木质纤维素是一种广泛存在的可再生生物质资源,主要由纤维素、半纤维素和木质素组成.如何更有效地综合利用木质纤维素是当前面临的世界性难题.本文中,笔者梳理了木质纤维素生物化学法转化生产以燃料乙醇为代表的生物基产品,特别是转化过程中关键技术环节的研究现状及难点,深入探讨了木质素的生物转化利用趋势,并综述了合成生物学在这些领域的研究趋势和最新成果.本文力图描绘出木质纤维素生物炼制研究全景,为后续研究提供潜在思路.%Lignocellulose is an abundant and renewable biomass that is mainly composed of cellulose, hemicellulose and lignin. The utilization of lignocellulosic biomass has attracted worldwide attention. This article reviews the biochemical route of lignocellulosic biomass refinery for bioproducts production ( using bio-ethanol as an example) and the remaining challenges.This article also discussed the bioconversion of lignin,which is economically critical for a biorefinery.The application of synthetic biology technologies in biorefinery field is also reviewed aiming to give insights into aspects of biorefinery research and provide suggestions for future research.【总页数】11页(P44-54)【作者】林海龙【作者单位】国投生物科技投资有限公司,北京 100034【正文语种】中文【中图分类】TQ9;X71【相关文献】1.木质纤维素生物质炼制和多级资源化利用技术 [J], 文甲龙;袁同琦;孙润仓2.木质纤维素生物炼制专利分析 [J], 杨礼通;李祯祺;于建荣3.木质纤维素生物炼制及乳酸制备研究进展 [J], 唐勇;苏肇秦;赵丹青;蒋建新4.热水预处理对木质纤维素生物质炼制的影响 [J], 田中建; 吉兴香; 陈嘉川; 杨桂花5.木质纤维素"糖平台"的生物炼制与绿色化学 [J], 孔雯;谢俊;刘海英;田正芳因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
食品科学与工程中木质纤维素的溶解与应用研究

食品科学与工程中木质纤维素的溶解与应用研究引言食品科学与工程是一个日益发展的学科,致力于研究人类所需营养的来源和加工技术。
在这个领域中,木质纤维素作为一种重要的食品成分,其溶解和应用一直备受关注。
本文将探讨木质纤维素在食品科学与工程中的溶解性质以及其在食品加工和创新中的应用。
木质纤维素的溶解性质木质纤维素是植物细胞壁的主要组成部分,是一种复杂的高分子聚合物。
它主要由纤维素链组成,这些链以葡萄糖分子为基础,并通过β-1,4-糖苷键连接。
由于这种结构的复杂性,木质纤维素在溶解性质上具有一定的挑战性。
传统上,木质纤维素被认为是难以溶解的,因为它们形成了三维网络结构,使得水分子难以渗透。
然而,在现代食品科学与工程中,研究人员发现了一些方法来改善木质纤维素的溶解性。
例如,机械粉碎、酶解和化学处理等方法可以有效地改变纤维素的结构和构象,从而提高其溶解度。
木质纤维素的应用研究1.食品稳定剂由于木质纤维素具有良好的黏性和吸水性,它经常被用作食品稳定剂。
木质纤维素能够通过吸附和保持大量的水分子,从而提高食品的质地和稳定性。
例如,在酸奶、果冻和调味品等食品中添加木质纤维素可以增加它们的黏稠度,改善口感。
2.膳食纤维来源木质纤维素是一种非常重要的膳食纤维来源。
它在人体内不被消化和吸收,但通过刺激肠道蠕动和增加粪便体积,可以促进排便和预防便秘。
此外,木质纤维素还有助于调节血糖水平、降低胆固醇和预防肠道疾病。
3.食品包装材料由于木质纤维素的天然来源和可再生性,它被广泛应用于食品包装材料的制作中。
木质纤维素可以用于制备生物降解的纸张和纤维板,这些材料比传统的塑料包装更环保和可持续。
4.医药领域木质纤维素在医药领域也有着广泛的应用。
例如,它可以用作药物传递系统的载体,在药物控释和吸附方面具有良好的表现。
此外,木质纤维素还可以用于生物医学材料的制备,如人工骨骼和组织工程材料。
结论木质纤维素的溶解与应用研究在食品科学与工程中占据着重要地位。
木质纤维素的发酵研究

AbstractWith the advent of energy crisis, the global environmental pollution is increasingly serious, we need to seek new sources of energy to replace oil. Biological fuel ethanol and butanol as a new type of biological energy were to be attention and research. In the past, the research on biological fuel ethanol and butanol on the starch, honey and other food crops to fermentation. With the advent of the world food crisis,We need to choose renewable resource as an object of fermentation to ease food crisis. Lignocellulose is the most abundant renewable resources in the world, After pretreatment, hydrolysis of lignocellulose, generation of reducing sugars that can be utilized by microbial fermentation, in order to produce ethanol and butanol. So it can ease the energy crisis and food crisis,it can make use of lignocellulose resource.This topic uses lignocellulose (smashed straw) as raw materials. The content was that analysed the composition of the raw material, and the discussion cellulose enzyme hydrolysis conditions, it choose appropriate hydrolysis conditions, and then it proceed microbial fermentation. The topic selected yeasts and acetone butanol carboxylic acid bacteria for ethanol and butanol fermentation.Through detoxification treatment increase the fermentation product.It mainly consists of the following parts.Part 1, To analyze the composition of the raw material composition. Lignocellulose is mainly composed of cellulose, hemicellulose and lignin of three parts, pretreatment method is different, material is different, the content of these three components are also different. Ultrafine comminution of rice which contains cellulose of 24.8%, hemicellulose contains 21%, and acid detergent lignin contains 10.9%.Part 2, To explore the optimal hydrolysis conditions of Cellulase. The single factor experiment was conducted to research the influence of substrate concentration, temperature, pH, and enzyme-substrate on enzymatic hydrolysis,so as to confirm the best condition for single factor experiment. We get a result by choosing orthogonal experiment, combined with the impact of the subsequent fermentation, the optimum hydrolysis conditions is temperature of 50 ℃, pH 5, and substrate concentration was 10%, and the hydrolysis time was 24h,and the ratio of enzyme to substrate was 6%.Part 3, The fermentation of fuel ethanol. It conditions a result through the single factorexperiments of yeast cells fermentation,The best conditions of yeast cells fermentation was that temperature is 30, inoculation quantity is 9mL, the growth of yeast pH is 5, fermentation time is 48 hours.To increase the concentration of reducing sugars by concentration, the fermentation results was that inhibitor concentration increased in the concentrated solution, which it effects of microbial growth, so it can hindered the yeast fermentation,Although the sugar utilization increased by 10%, and the ethanol yield was down 18.7%.The maximum yield of ethanol was 2.17g through detoxification treatment, the theoretical yield was 2.4g, the yield reached 90%, in which the best effect was activated carbon.Part 4, It researched butanol fermentation. Acetone butanol carboxylic acid bacteria is strict anaerobic microbes, it needs to manufactue anaerobic environment by filling nitrogen. Directly to butanol fermentation, butanol yield is only 4.7 g/L, ABE total volume was 8.14 g/L, butyl alcohol conversion rate is 12%, sugar total solvent conversion rate was 21.9%. After detoxification treatment, solvent butanol yield and total solvent yield were improved. When used the method of 0.1% sodium sulfite, butanol yield was 6.11 g/L, ABE total volume was 9.24 g/L, butyl alcohol conversion rate increased to 17%, total sugar fluxing agent conversion rate was 25.7%. Activated carbon processing, butanol production was 7.86 g/L, total solvent was 14.12 g/L, butyl alcohol sugar conversion rate increased to 19.9%, sugar total solvent conversion rate was 30.8%.The rate of sugar use can reach 90% in ethanol fermentation, The rate of sugar use can reach73% in butanol fermentation, biological ethanol fermentation on the utilization rate of lignocellulose was high.Key Words: Cellulose;Hydrolysis;Ethanol fermentation;Butanol fermentation目 录摘要 (I)ABSTRACT (III)1引言 (1)1.1国内外的燃料发展概况 (1)1.1.1国内外燃料乙醇发展概况 (1)1.1.2国内外丁醇发展概况 (2)1.2木质纤维素的预处理方法 (3)1.2.1物理法 (4)1.2.2化学法 (5)1.2.3生物法 (6)1.3木质纤维素的水解 (6)1.3.1稀酸水解 (6)1.3.2浓酸水解 (7)1.3.3酶水解 (8)1.4原料预处理过程中抑制物的形成 (9)1.4.1弱酸类 (10)1.4.2呋喃醛类化合物 (11)1.4.3酚类化合物 (11)1.5木质纤维素水解液中的抑制物以及脱毒方法 (11)1.6纤维素的糖化和发酵 (12)1.6.1同步糖化发酵工艺(SSF) (12)1.6.2分步糖化发酵工艺(SHF) (13)1.6.4同步糖化共发酵工艺(SSCF) (13)1.6.5固定化细胞发酵工艺(CBP) (14)1.7丁醇发酵 (14)1.7.1丁醇的性质及应用 (14)1.7.2生产丁醇的菌种及其改良 (15)1.7.3丙酮丁醇羧酸菌的代谢机理 (16)1.7.4发酵工艺的研究进展 (17)1.8研究的目的、意义和技术路线 (18)1.8.1研究目的和意义 (18)1.8.2技术路线 (19)2纤维素原材料的分析 (20)2.1材料与方法 (21)2.1.1试剂与仪器 (21)2.1.2试剂的配制 (22)2.1.3 Van Soest法测定纤维素 (23)2.1.4凯氏定氮测定氮含量 (24)2.1.5原子吸收测定离子元素 (24)2.1.6水分、灰分的测定 (24)2.2结果与分析 (24)2.2.1纤维素测定结果 (24)2.2.2其他成分测定结果 (25)2.2.3主要成分含量表 (25)2.3结论 (25)3纤维素水解条件的探讨 (27)3.1材料与方法 (27)3.1.1试剂与仪器 (27)3.1.2试剂配制 (27)3.2试验方法 (28)3.2.1还原糖的测定方法 (28)3.2.2还原糖的标准曲线制作 (28)3.2.3还原糖的测定 (28)3.3结果与分析 (28)3.3.2 木质纤维素水解液中色素浓度对糖测定结果的影响 (30)3.3.3温度对酶解过程的影响 (30)3.3.4 pH对酶解过程的影响 (31)3.3.5 底物浓度对酶解过程的影响 (31)3.3.6 酶底比对酶解过程的影响 (32)3.3.8 正交实验结果 (34)3.4结论 (35)4燃料乙醇发酵 (36)4.1材料与方法 (37)4.1.1试剂与仪器 (37)4.1.2菌种的制备 (37)4.1.3发酵材料 (38)4.1.4发酵液的制备 (38)4.1.5DNS法测还原糖 (38)4.1.6气相色谱法测定乙醇 (38)4.1.7脱毒方法 (39)4.2结果与分析 (39)4.2.1乙醇标准曲线 (39)4.2.2温度对酵母发酵的影响 (39)4.2.3pH对酵母发酵的影响 (40)4.2.4接种量对酵母发酵的影响 (41)4.2.5发酵时间的影响 (41)4.2.6发酵结果 (42)4.2.7脱毒处理后发酵的结果 (43)4.3结论 (44)5丁醇发酵 (45)5.1材料与方法 (46)5.1.1试剂与仪器 (46)5.1.2菌种制备 (46)5.1.3种子液的制备 (46)5.1.4发酵材料 (47)5.1.5维生素混合液 (47)5.1.6丁醇发酵方法 (47)5.1.7还原糖测定法 (47)5.1.8ABE溶剂的标准曲线 (47)5.2结果与分析 (48)5.2.1丙酮、丁醇、乙醇的标准曲线 (48)5.2.2丁醇直接发酵结果 (49)5.2.3脱毒处理后丁醇发酵结果 (50)5.3结论 (50)参考文献 (52)攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 (60)致谢 (61)1引言随着社会的发展和经济的增长,能源的需求量越来越大,而世界上大部分国家消耗的能源来自化石能源,化石能源是不可再生资源,早晚有枯竭的时候,而且会导致NO X、SO2等有害气体以及CO2、甲烷等温室气体排放,所以对环境友好的可再生资源的开发显得日益重要。
纤维素、木质素含量对生物质热解气化特性影响的实验研究

样品
嚣弈:雾辜:弄耋萎:某薷霎
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每次实验生物质样品量为5 mg左右,分别在 N2与C02气氛下进行热解和气化实验.实验原料 分林业植物松木,农业植物稻壳、稻草、棉杆、玉米
0 松木
稻草
棉轩玉米芯稻壳”蔗渣
图1生物质中纤维索,木质素以及酸性可溶有机物含量
Fig.1 Cellulose and lig】nin contents in several types of biomass
关键词生物质;纤维索;木质索;热解;气化
中图分类号:TK6
文献标识码,A
文章编号;0253--231X(2008)10-1771-04
EFFECT oF CELLULoSE AND LIGNIN CoNTENT oN PYRoIⅣSIS
AND GASIFICATIoN CHARACTERISTICS FoR SEVERAL
第29卷第10期 2008年10月
工程热物理学报
JOURNAL OF ENGINEERING THERMOPHYSICS
V01.29,No.10 0ct..2008
纤维素、木质素含量对生物质热解气化 特性影响的实验研究
吕当振姚洪王泉斌 李志远 彭钦春刘小伟 徐明厚
(华中科技大学煤燃烧国家重点实验室, 湖北武汉 430074)
收稿日期:2007-12-14;修订日期:2008-07-14 基金项目;教育部科学技术研究重点资助项目(No.107074);国家自然科学基金资助项目(No.50721005,No.50325621) 作者简介:吕当振(1982~),男,湖北武汉人.博士研究生,主要从事生物质热解气化特性及其应用研究。
摘要 本文采用化学方法测定了六种生物质中纤维素和木质索的含量,通过热重研究了实际生物质及用纤维素、木质 素按一定比例混合模拟生物质的热解和气化特性,并结合电子扫描电镜(SEM)对焦样进行了微观形貌分析。结果表明s 在本文所选择的生物质中纤维素的含量高于木质索,两者一般在55%一85%和10%一35%.生物质热解分为纤维素热解 和木质素分解两个阶段,对应于气化过程中挥发份析出和焦炭气化。在热解过程中,首先纤维素发生热解皂现快速失重过 程,接着木质索缓慢热解.实验发现生物质中纤维素含量越高,热解反应速率就越大;反之,木质素含量越高,热解反应 速率越小.通过对焦形貌与气化研究,发现气化特性与生物质中纤维索和木质索的含量有着密切联系.因此纤维索、木质 素含量是影响生物质热解气化特性的重要因素之一.
纤维素酶酶解木质纤维素机理的初步研究

江苏科技大学本科毕业设计(论文)学院生物与化学工程学院专业生物工程学生姓名啊啊啊、班级学号07430022指导老师季二零一一年六月江苏科技大学本科毕业论文纤维素酶酶解木质纤维素机理的初步研究Preliminary study on mechanism of cellulose zymohydrolysis oflignocellulose江苏科技大学本科毕业设计(论文)摘要纤维素酶是降解纤维素转化成单糖的一组酶的总称,是一种多组分的复杂酶系,它有8种主要成分,而每一个组分又由若干亚组分组成,其使纤维素生成单糖过程的具体细节至今还不清楚。
因此,研究纤维素酶的酶系关系有着重要的理论及实际意义。
本实验利用不同底物研究了不同的温度,不同pH和表面活性剂吐温80对纤维素酶酶解率的影响。
实验底物分别采用玉米秸秆粉,羧甲基纤维素钠和实验室滤纸,其中玉米秸秆粉是用酸预处理的。
实验采用5组不同温度和pH进行研究,温度分别设为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃,pH分别设为3.2、4.0、4.8、5.6、6.4,得出纤维素酶在50℃,pH为4.8时所测还原糖浓度最高,此时酶解率最高。
因此,50℃,pH为4.8时,为纤维素酶最适反应条件。
关键字:纤维素酶;木质纤维素;酶解II江苏科技大学本科毕业设计(论文)AbstractCellulose is the degradation of cellulose into simple sugars the general term for a group of enzymes,that is a complex multi-component enzyme with 8 major components. And each component is formed by several sub-components,which presents the details of the process of cellulose generated to monosaccharide is not clear.Therefore,it is of vital importance with theoretical and practical significance to study the enzyme relations of cellulase.In this study, different substrates of different temperatures, different pH and surfactant Tween 80 are used to study on the rate of cellulose hydrolysis.Corn straw powder ,CMC and laboratory filter paper were used as substrates in the experiment.And corn straw powder was pretreated with acid.With experiments of five groups of different temperature (30℃,40℃,50℃,60℃,70℃)and pH(3.2,4.0,4.8,5.6,6.4),conclusion is made that the rate of cellulose hydrolysis is highest at 50 ℃, pH4.8 conditions.Therefore,the optimum conditions for the cellulase is 50 ℃, pH4.8.Keywords: cellulase;cellulose;hydrolysisIII江苏科技大学本科毕业设计(论文)目录第一章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2 影响木质纤维素产业化的因素 (2)1.3 纤维素酶解的优缺点 (2)1.4 纤维素酶的生产技术 (2)1.5 纤维素酶组分 (3)1.6 木质纤维素的组成及结构 (3)1.7 纤维素酶水解 (4)1.7.1 纤维素酶水解作用机理 (4)1.7.2 提高纤维素酶水解效率的方法 (5)1.7.3 木质纤维素预处理 (5)1.8 筛选酶解工艺 (6)1.9 添加活化剂 (7)1.10 利用固定化纤维素酶 (7)1.11 有效的消除产物抑制 (7)1.12 酶解的影响因素 (7)1.13 酶解过程中纤维素的变化 (9)第二章纤维素酶酶解纤维素机理的初步研究 (11)2.1 实验材料和实验方法 (11)2.1.1 菌种:里氏木霉 (11)2.1.2 实验原料 (11)2.1.3 实验试剂及其配置 (11)2.1.4 实验仪器 (12)2.1.5 培养基 (12)2.1.6测葡萄糖标准曲线 (13)2.1.7游离细胞产酶 (13)IV江苏科技大学本科毕业设计(论文)2.1.8 温度对酶活性的影响 (13)2.1.9 pH对酶活性的影响 (13)2.1.10 不同底物对酶活性的影响 (13)2.1.11 表面活性剂对酶活性的影响 (13)2.1.12 酶解度的测定方法及测定 (14)2.2 实验结果与分析 (15)2.2.1 葡萄糖标准曲线 (15)2.2.2 秸秆粉还原糖浓度随时间变化关系 (16)2.2.3 温度对还原糖浓度的影响 (17)2.2.4 pH对纤维素酶的影响 (19)2.2.5 温度对纤维素酶的影响 (21)2.2.6 pH对纤维素酶的影响 (23)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)V江苏科技大学本科毕业设计(论文)第一章绪论1.1概述随着全球能源危机、粮食危机和环境危机的到来,人们将目光转向木质纤维素资源—地球上最丰富、最廉价的可再生资源。
芦苇基纤维素-木质素提取及其在聚乳酸中的应用

芦苇基纤维素-木质素提取及其在聚乳酸中的应用摘要:本文研究了芦苇基纤维素和木质素的提取方法,探讨了它们在聚乳酸制备中的应用。
选用不同方法对芦苇基纤维素和木质素进行提取,通过热重分析、红外光谱等手段对提取物进行表征。
实验结果表明,未经钠氢氧化法预处理的芦苇基纤维素提取出的纯度较低,但是处理后得到的芦苇基纤维素具有较高的纯度和结晶性。
对于木质素的提取,采用四氢呋喃/水混合溶剂法可以获得高纯度的提取物。
将提取的芦苇基纤维素和木质素添加到聚乳酸中,制备了复合材料,通过拉伸测试、热性能测试等手段评估了复合材料的性能。
实验结果表明,适量添加芦苇基纤维素和木质素可以提高复合材料的韧性和热稳定性。
因此,芦苇基纤维素和木质素是一种可行的天然增强剂,可以应用于聚乳酸等生物基材料的制备中。
关键词:芦苇基纤维素;木质素;提取方法;聚乳酸;复合材料1.引言近年来,生物基复合材料受到了越来越广泛的关注,主要是由于生物基材料与传统塑料相比具有良好的可降解性、生物相容性和环保性。
聚乳酸是一种常见的生物基材料,其结构中含有大量的羟基,因此容易被水解降解。
同时,聚乳酸的热稳定性相对较差,难以应用于高温环境中。
为了克服这些问题,可以将天然的增强剂添加到聚乳酸中,提高复合材料的韧性和热稳定性。
芦苇基纤维素和木质素是天然的高分子化合物,具有很强的机械性能和热稳定性,是一种潜在的天然增强剂。
2.实验方法2.1 芦苇基纤维素的提取选取芦苇茎秆作为提取原料,采用不同方法进行提取。
首先,采用传统的 NaOH-EDTA 法对芦苇茎秆进行化学处理,去除其中的木质素和木聚糖,得到纯净的芦苇基纤维素。
然后,采用酸液浸提法和酶解法对芦苇茎秆进行处理,获得不同纯度的芦苇基纤维素。
最后,通过热重分析、红外光谱等手段对提取物进行表征。
2.2 木质素的提取选取木材粉作为提取原料,采用四氢呋喃/水混合溶剂法对木质素进行提取。
将木材粉与四氢呋喃/水混合溶剂混合,加热回流提取,得到高纯度的木质素。
生物博士论文新型木质纤维素复合酶系协同降解效果及机理研究

生物博士论文新型木质纤维素复合酶系协同降解效果及机理研究新型木质纤维素复合酶系协同降解效果及机理研究随着全球对可再生能源的需求日益增长,木质纤维素作为一种主要的可再生资源,逐渐受到人们的关注。
然而,由于木质纤维素的结构复杂性和难降解性,限制了其在能源利用和化工领域的应用。
因此,研究如何高效降解木质纤维素成为了当前生物技术领域的热点之一。
本文旨在探讨新型木质纤维素复合酶系协同降解的效果及机理,并为生物技术领域的进一步研究提供参考。
首先,我们需要了解木质纤维素的结构特点。
木质纤维素是由纤维素、半纤维素和木质素等多种组分组成的复杂多糖类物质。
其中,纤维素是主要的结构组分,占据了木质纤维素中的大部分。
纤维素由β-1,4-葡萄糖链组成,链间通过氢键和范德华力相互作用形成纤维状结构,使得木质纤维素具有较高的结晶度和抗降解性。
为了实现高效降解木质纤维素,研究人员发展了复合酶系的策略。
复合酶系是由多种不同功能的酶组成的酶组合体,通过相互作用和协同作用,可以提高酶降解木质纤维素的效率。
目前,常见的复合酶系包括纤维素酶、半纤维素酶和木质素酶等。
在实验中,我们使用了一种新型的木质纤维素复合酶系,包括纤维素酶A、纤维素酶B和木质素酶C。
通过对不同温度、pH值和底物浓度等条件进行调控,我们测试了该复合酶系对木质纤维素的降解效果。
结果显示,该复合酶系在适宜的条件下能够高效降解木质纤维素,降解率可达到80%以上。
接下来,我们对新型木质纤维素复合酶系协同降解的机理进行了深入研究。
通过分析酶的结构和功能,我们发现纤维素酶A主要负责断裂纤维素链的内部键,并产生纤维素寡聚体;纤维素酶B则能够作用于纤维素链的末端,进一步降解纤维素寡聚体为低聚糖;木质素酶C则针对木质素进行降解。
此外,我们还发现该复合酶系具有协同作用。
纤维素酶A产生的纤维素寡聚体可以为纤维素酶B提供更多的底物,从而提高降解效率。
同时,木质素酶C也可以降解木质素,减少其对纤维素降解的抑制作用。
木质纤维素水解物生物脱毒的研究进展

有效 脱 除水解 物 中所含 发 酵抑 制物 即 “ 毒 ” 脱
是 改善水 解 物 发 酵 性 能 的必 需 步骤 。 目前 主要 的
1 木 质纤 维素稀酸水解物 的构成
木 质 纤 维 素是 纤 维 素 ( 0 ~5 % ) 3% 0 、半 纤 维
理化 方法 包括 :活 性碳 吸 附 、过 量 石灰 沉 淀 J 素 (0 一 5 ) 木质 素 (0 一 0 ) J 、 2% 3% 与 2 % 3 % 等通 过共
质 纤维 素 (i oell e 是 自然 界 可 再 生获 得 的 的脱 毒 工 艺在 生 产 上 变 得 不 可 行 ;一 些 理 化 脱 毒 1 n cl o ) g us
最 丰富 资源 ,蕴 含 着 巨 大 的 生 物 质 能 ,以木 质 纤 手段 还会 产 生 新 的 污染 物 。 由 于相 继 发 现 一 些 微 维 素为原 料 ,生 产 燃 料 乙 醇 是 缓 解 能 源 危 机 ,并 生物 能够 有 效 降解 抑 制 物 ,并 且 不 会 消耗 水 解 物 在 能源需 求 和 环 境 保 护 之 间 寻 求 平 衡 的令 人 瞩 目 中的 目标 糖 类 ,使 得 利 用 特 定 活 性 微 生 物 进 行 的
的新 领域 … 。无 论 直 接 稀 酸 水 解 ,或 稀 酸 预 水 解 纤 维 水解 物 生 物 脱 毒 法 开始 成 为 研 究 热 点 ,并 取
之后 再用 酶 水 解 ,稀 酸处 理 都 是 木 质 纤 维 素 制 备 得 许 多重 要 进 展 ,尤 其 是 近 年 生 物 脱 毒 高 效 菌 株 成 可 发酵性 糖 浆 过 程 必 不 可 少 的 步 骤 。但 是 ,木 筛选技术的报道
除了半乳糖以卢 13 -, 糖苷键连接 ,其余 的主要聚合 母 、霉 菌 、细菌等 。按微 生 物类归 纳如下 :
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纤维素、木质素等的含量研究木工071 毛双群200702120410摘要:本文主要研究比较纤维板和麻杆的含量比较,了解它们的含量的区别,再结合实际情况来反映其用于生产研究的性能。
关键词:木质素纤维素含量研究纤维素是由 D -葡萄糖构成的多糖,纤维素是葡萄糖以β- 1, 4 -糖苷键相连接的聚合多糖。
纤维素水解比淀粉困难,遇水加热均不溶,需用浓酸或稀酸在一定压力下长时间加热才能水解。
纤维素不能被人体吸收。
但是它能辅助消化,是一种肠壁机械刺激剂,可增强肠道蠕动,促进食物向前移动。
只有反刍动物能吸收纤维素,因为它们的胃中有特殊的细菌,可把纤维素分解成葡萄糖[1]。
木质素是由高度取代的苯基丙烷单元随机聚合而成的高分子,它与纤维素、半纤维素一起,形成植物骨架的主要成分。
木质素的分布及木质素局部化学影响着木材在制浆造纸及纤维板材工业的使用。
从20世纪50年代开始,该领域的研究一直受到广泛关注,主要包括木质素在细胞壁中的分布、木质素在木质部生长过程中的形成和沉积等[2]。
1实验材料与方法1 . 1仪器、试剂和样品仪器:(苯醇抽出物的测定)容量150mL索氏抽提器、恒温水浴、烘箱、平底烧瓶、分析天平;(酸不溶木素含量测定)可控温多孔水浴、砂芯漏斗、索氏抽提器(150mL)、烧杯(100mL)、锥形瓶(1000mL)、量筒(500mL)、可控温电热板、精密密度计; (硝酸乙醇纤维素的测定)锥形瓶(250mL)、回流冷凝管、恒温水浴锅、砂芯漏斗试剂:(苯醇抽出物的测定)苯(GB 690)、乙醇(GB 679):95%(m/m)、苯-乙醇混合液: 2:1(V/V)。
[将2体积的苯及1体积的95%乙醇混合均匀备用](酸不溶木素含量测定)(72士0.1)%(m/m)硫酸溶液[密度为ρ20=(1.6338士0.0012)g/mL]、10%氯化钡溶液、定量滤纸及定性滤纸、广范pH试纸。
(硝酸乙醇纤维素的测定)乙醇(95%)、硝酸(密度1.428g/cm3 )2 实验步骤由于水分测定和灰分测定的实验比较简单,故从略,实验数据已在下方给出。
2.1酸不溶木素含量测定=(1.6338士0.0012)g/mL]:调制试剂:(72士0.1)%(m/m)硫酸溶液[密度为ρ20将665mL(95-98)%硫酸在不断搅拌下慢慢倾入300mL蒸馏水中,待冷却后,加蒸馏水至总体积为1000mL。
充分摇匀,将温度调至200℃,倾倒部分此溶液于500mL 量筒中,用精密密度计(2.8)测定该酸液密度,若不在(1.6338士0.0012)g/mL范围内,相应地加人适量硫酸或蒸馏水进行调整,直至符合上述密度要求。
实验操作:1,试样称取及处理:称取1g(称准至0.0001g)试样,(同时测定水分),用定性滤纸包好并用棉线捆牢,放进索氏抽提器中,加人不少于150mL所需要用的有机溶剂使超过其溢流水平,并多加20mL左右,装上冷凝器,连接抽提仪器,置于水浴中。
打开冷却水,调节加热器使其有机溶剂沸腾速率为每小时在索氏抽提器中的循环不少于4次,如此抽提6h。
抽提完毕后,提起冷凝器,如发现抽出物中有纸毛,则应通过滤纸将抽出液滤人称量瓶中,再用少量有机溶剂分次漂洗底瓶及滤纸。
用夹子小心地从抽提器中取出盛有试样的纸包,然后将冷凝器重新和抽提器连接,蒸发至抽提底瓶中的抽提液约为30mL为止,以此来回收一部分有机溶剂。
取下底瓶,擦净置入105士2℃的烘箱中供5h后称重或取下底瓶,将其内容物移入已烘干恒重的称量瓶中,并用少量的抽提用的有机溶剂漂洗底瓶3-4次,洗液亦应倾人称量瓶中,将称量瓶置于水浴上,小心地加热以蒸去多余的溶剂。
最后擦净称量瓶外部置人烘箱,于105士2℃烘5h后称重。
最后试样包将风干。
2,打开上述风干后的滤纸包,将苯醇抽提过的试样移入容量100m L的烧杯中,并加人冷却至12-15℃的(72士0.1)%硫酸15mL,使试样全部为酸液所浸透。
然后将烧杯置于18-20℃水浴(或水槽)中,在此温度下保温一定时间(木材原料保温2h,非木材原料保温2.5h),并不时摇荡,以使杯内反应均匀进行。
3%硫酸水解:到达规定时间后,将上述烧杯内容物在蒸馏水的漂洗下全部移人1000mL锥形瓶中,加入蒸馏水(包括漂洗用)至总体积为360mL。
将此锥形瓶置于电热板上煮沸4h,期间应不断加水以保持总体积为360mL,然后静置,使酸不溶木素沉积下来。
3,酸不溶木素的过滤及恒重用已经恒重的砂芯漏斗过滤上述酸不溶木素,并用热蒸馏水洗涤至洗液加数滴10%氯化钡溶液不再混浊,用pH试纸检查滤纸边缘不再呈酸性为止。
然后将过滤后的砂芯漏斗在105士2℃烘箱中烘至恒重。
结果计算木材原料中酸不溶木素含量X1(%)按式(1)计算:X1=(m2-m1)/m×100 (1)式中: m1—恒重砂芯漏斗质量,g;m2—恒重砂芯漏斗与酸不溶木素总质量,g;m —绝干试样质量,g;非木材原料中酸不溶木素含量X2(%)按式(2)计算:X2=(m1-m2)/m×100----(2)式中: m1—烘干后的酸不溶木素质量,g;m2—酸不溶木素中灰分质量,g;m3—绝干试样质量,g。
测定平行样品,取其算术平均值至小数点后第二位,测定计算值之间相差不超过0.20%.实验数据酸不溶木素含量酸不溶木素含量测定的相关数据(单位:克)原料种类编号砂芯漏斗砂芯漏斗和样品样品纤维板1 44.3389 44.5764 0.99992 37.6956 37.9408 1.00093 36.9935 37.2339 1.0005麻杆1 45.5817 45.6999 1.00572 42.4711 42.4855 1.00153 43.8738 44.2370 1.0012结果与分析从表中我们可以看出麻杆的木素普遍高于纤维板,说明加工过的纤维板木素损失较大,而麻杆未经过加工木素普遍没有消失。
2.2硝酸乙醇纤维素的测定调制试剂:硝酸—乙醇混合液:量取800mL 乙醇(95%)于干的1000mL 烧杯中。
徐徐分次加入200mL 硝酸(密度1.428g/cm3 ),每次加入少量(约10ml ),并用玻璃棒搅匀后始可续加。
候全部硝酸加入乙醇后,再用玻璃棒充分和匀,贮于棕色试剂瓶中备用(硝酸必须慢慢加入,否则可能发生爆炸)。
[硝酸—乙醇只宜用前临时配制,不能存放过久] 实验操作精确称取1g (称准0.0001g )试样于250mL 洁净干燥的锥形瓶中(同时另称取试样测定水分),加入25mL 硝酸—乙醇混合液,装上回流冷凝器,放在沸水浴上加热1h 。
在加热过程中,应随时摇荡瓶内容物,以防止试样跳动。
移去冷凝管,将锥形瓶自水浴上取下,静置片刻。
待残渣沉积瓶底后,用倾斜法滤经已恒重的一个玻璃滤器,尽量不使试样流出。
用真空原将滤器中的滤液吸干,再用玻璃棒将流入滤器的残渣移入锥形瓶中。
量取25 mL 硝酸—乙醇混合液,分数次将滤器及锥形瓶口附着的残渣移入瓶中。
装上回流冷凝器,再在沸水浴上加热1小时。
如此重复施行数次,直至纤变白为止。
一般阔叶木及稻草处理三次即可,松木及苇则需处理五次以上。
最后将锥形瓶内容物全部移入滤器,用10mL 硝酸—乙醇混合液洗涤残渣,再用热水洗涤至洗涤液用甲基橙试之不呈酸性反应为止。
最后用乙醇洗涤两次。
吸干洗液。
将滤器移入烘箱,于105±3℃烘干至恒重。
结果计算100)100(100%21⨯-⨯-=ωG G G )(木材原料纤维素式中:G ——玻璃滤器重,g ;G1——盛有烘干后残渣的玻璃滤器重,g ; G2——风干试样重,g ; ω——试样水分,%。
[]100)100(100)(%24321⨯-⨯---=ωG G G G G )(草类原料纤维素式中: G, G1, G2, w 与(1)同。
Gs ——灼烧后玻璃滤器与灰分的质量, g ;G4——空玻璃滤器灼烧后的重量,g 。
实验数据纤维素和麻杆硝酸乙醇纤维素含量硝酸乙醇法测定纤维素含量的相关数据(单位:克)原料种类 编号 砂芯漏斗 砂芯漏斗和样品样品 纤维板1 53.2440 53.6623 0.99962 44.4264 44.8378 0.9992 347.333247.75151.0009麻杆1 42.8843 43.2823 0.99162 42.3759 42.75714 0.99953 41.3106 41.7084 0.9919结果与分析从上面表中,我们可以看出纤维板的纤维素和麻杆的含量相差不大,纤维板略显多一些。
实验附加数据纤维杆和麻杆的灰分实验数据灰分含量测定的相关数据(单位:克)原料种类编号坩埚和样品坩埚样品样品和纸纤维板1 38.1665 38.1559(5)0.9992 1.73842 29.2886 29.2770(5) 1.0003 1.76003 30.6033 30.5923 0.9995 1.7424麻杆1 28.2815 28.2649(5)0.9999 1.74972 31.5675 31.5514 1.0000 1.74803 34.0530 34.0369(5) 1.0005 1.7484纤维素和麻杆的水分实验数据水分含量测定的相关数据(单位:克)原料种类编号称量瓶和样品称量瓶样品纤维板1 36.9044 35.9585(5)0.99932 44.2722 43.3257(5)0.99963 44.2602 43.3100 1.0043麻杆1 26.4350 25.5172 1.00502 27.0686 26.1491 1.00813 30.4311 29.5133 1.0060参考文献[1]杨淑敏,江泽慧,任海青.材木质素研究现状及其发展趋势[J].木材加工机械.2008,(3).[2]张德纯王小琴,蔬菜中的碳水化合物和纤维素及膳食纤维[J].中国蔬菜.2008 (2) : 43~44.。