木质纤维素化学方法预处理

高温液态水预处理木质纤维素

高温液态水预处理木质纤维素赵孟姣;李国民;徐刚;徐琴琴;张昱;银建中【摘要】Physical and chemical properties of hot liquid water were introduced.Lignocellulose dissolution in the process of hot liquid water pretreatment,the factors and mechanism of hemicellulose hydrolysis were re-viewed and analyzed in this paper.The hydrolytic process of cellulose was discribed.Both the lignocellulose type and enzyme hydrolysis efficiency should be taken into consideration while choosing pretreatment process of hot liquid water.In addition,the mechanism of hemicellulose hydrolysis in hot liquid water was discussed in order to guide and control the pretreatment process.%介绍了高温液态水的物化性质，对木质纤维素在高温液态水预处理过程中的溶解情况及半纤维素水解的影响因素、机理进行了较详细的综述和分析，简述了纤维素的水解过程，指出选择高温液态水预处理工艺应综合考虑木质纤维素的种类与酶水解效果，进一步探讨了半纤维素的高温液态水水解机理，以指导和控制预处理过程。

【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】7页(P11-17)【关键词】木质纤维素;高温液态水;预处理;水解【作者】赵孟姣;李国民;徐刚;徐琴琴;张昱;银建中【作者单位】大连理工大学化工机械学院，辽宁大连 116024; 辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺 113001;大连理工大学化工机械学院，辽宁大连116024;大连理工大学化工机械学院，辽宁大连 116024;大连理工大学化工机械学院，辽宁大连 116024;大连理工大学化工机械学院，辽宁大连 116024; 内蒙古工业大学化工学院，内蒙古呼和浩特 010051;大连理工大学化工机械学院，辽宁大连 116024【正文语种】中文【中图分类】TQ352煤炭、石油等不可再生能源的大量使用导致能源危机与环境污染，迫使人们寻找可持续的清洁能源取代传统的化石燃料，生物燃料乙醇就是非常重要的可持续清洁能源。

木质纤维素原料预处理技术研究近况

收稿日期：０－－２７２５０００作者简介：卓（９２一，辽宁沈阳人，孟１８）女，南京大学环境工程专
业２００５级硕士研究生，主要从事木质纤维素原料预处理技术的研究。
（如尺寸缩减）和后续（酶解和发酵）处理所需的费用影响很大，例如效果好的预处理可以减少昂贵的酶的使用Ｈ。碱性ＨＯ、臭氧、有机溶剂（Ｊ在乙醇溶液中添加路易斯酸、ＦＣ，、甘油、二氧杂ｅ１）环己烷、苯酚和乙二醇都是可以破坏木质纤维素结构、促进水解的溶剂，但是这些太昂贵不适于应用Ｊ以下介绍的大多是相对可行及国内尚无报。道用于木质纤维素原料预处理的方法，如ＡＰ、键
词：木质素；半纤维素；纤维素；预处理
文献标识码：Ａ文章编号：０１６４２００－１３０１０－４（０７）４０１－３６
中图分类号：７５Ｘ０
ＳａｕｏｏｅｅｒｈｏｒｔｅｔｎｆＬｇｏｅｕｏｅｔｔｓＱｕｆＲｓａｃｎＰｅａｍｅｔｉｎｃｌｌｓｒｏｌ
维普资讯
第２卷第４期６
２００７年
・
四
川
环
境
Ｖｏ６，．Ｌ２Ｎｏ４Ａｕｕｔ２０ｇｓ０７
８月
ＳＣＨＵＡＮＩＥＮＶＩＲ０ＮＭＥＮＴ
综
述・
木质纤维素原料预处理技术研究近况
Ａｂｓｒｃ：Ｔｅｓｒｃｕｅｏｉｎｃｌｅｅｍａｅｔｈｒｏｂｅｒｄｄｈｅｅｉｎｙｏｕｓｑｅｔｒｃｓａｅｇｅｔｔａｔｈｔｔｒｆｌｏｅｈｌｋｓｉａｄｔｅｄｇａｅ．Ｔｍｃｅｃｆｓｂｅｕｎｏｅｓｃｌｂｒａｙｕｇｓｐｌｌ

促进木质纤维素类生物质酶解的预处理技术综述

蒸汽爆破后超细粉碎再酶解得到了最大的酶解效率和非常高
的还原糖浓度ｎ。机械粉碎预处理的弊端是能耗较高和无
法去除木质素，但是随着机械粉碎程度增大，酶解反应中酶负荷将会减小，从这一方面又减少了昂贵的酶的使用，所以机械
预处理在很多研究中都和其他预处理联合应用。
作者简介：岳建芝（９４）女，１７一，河南偃师人，博士研究生，讲师，主要
从事农业生物环境与能源工程领域的研究。Ｔｌ０７ｅ：（３１）
６５８６Ｅ—ｍａ：ａｚｉｅ１６ＣＩ。３５２７；ｉｊｎｈｙ＠２．ＯｌｌｉｕＩ
汽爆破后进行超细粉碎处理，后再进行酶解试验，果表明然结
加入半纤维素酶，这将减少酶的使用成本，但反应料液必须脱毒，如果反应液不进行脱毒处理，很多微生物将不能发酵木聚糖。目前，于稀酸预处理或者稀酸糖化的多种反应器，用如批式、渗透式、逆流、顺流等反应器已经得到了应用。３３２碱预处理．．碱预处理指利用ＮＯ石灰或者氨水去ａＨ、除木质素和部分半纤维素，从而提高酶对纤维素的可及度，碱处理可以有效地提高糖化效果。碱处理机理在于Ｏ能Ｈ一
通信作者：张全国，教授，博士生导师，主要从事可再生能源转换技术
方面的研究。Ｅ—ｍａ：ｕ￣ｏ１３ｃｍ。ｉｚｍｇ＠６．ｏｌｑｕ
４５～１ｍ的１５ … 。Ｓｉｓ２７０．倍ｉｒ等认为球磨可以降低木质ｄａ

去除木质素

目前利用木质纤维素生物质的方法主要是在纤维素转化阶段之前利用溶剂或化学品脱除木质素的方法，秸秆等木质纤维素原料的利用思路如下：利用溶剂或化学品溶解木质素的过程往往需要高温处理，一旦降温，木质素即沉淀析出，易造成浆液浓稠，设备结垢的难题。

超临界方法作为一种绿色化学的处理工艺，目前已经在木质纤维素的预处理过程中有所应用，主要原理是在超临界状态下利用CO2等溶剂及改性剂的作用破坏纤维素与半纤维素、木质素的链接，达到提高木质纤维素产糖率的目的。

可以查询到的专利有：一种以棉籽壳为原料制备纤维素类化合物的方法（CN103122034A，2013年5月公布）；一种玉米秸秆预处理方法（CN101565725A，2009年10月）；从木质纤维素生物质生产木质素（CN103502320A，2014年1月公布）；从木质纤维素生物质生产木质素（CN103502383A，2014年1月公布）等。

综合以上处理方法，其主要工艺流程可归纳如下：(a)样品处理；粉碎机处理样品，使样品的表面积尽可能增加。

(b)木质素去除；利用醇（甲醇，乙醇，丁醇，戊醇）、超临界CO2（31度，1072 psig）、亚临界水(250-280度)、超临界水（>374度，>221 bar）的一种或多种作为反应萃取溶剂。

采用间歇式或连续式的方法处理木质纤维素样品。

有报道采用流量20g/min CO2，33%的戊醇水溶液作为萃取剂，在180度，15MPa的条件下处理秸秆后，其最终产糖率由8%提高到93%，木质素去除率达到90%。

为了防止木质素沉降聚集，制备木质素微粒（粒度范围50-500微米），在脱除木质素的过程中有专利提出了采用多级降温降压的措施。

(c)纤维素及其衍生物的制备；经过有机酸/无机酸进一步除杂后，可获得的产物为微晶纤维素，可直接用于发酵或与氯乙酸，氢氧化钠，尿素，3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵等物质反应制备氨基甲酸酯纤维素，羧甲基纤维素，羟乙基甲基纤维素等醚类化合物。

纤维素的预处理和再生

纤维素的预处理和再生纤维素是一种存在于植物细胞壁中的天然聚合物，由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成。

它具有许多优秀的性质，比如高强度、高模量、良好的生物相容性等，因此被广泛应用于纺织、造纸、医药、食品等领域。

然而，在纤维素被使用之前，通常需要进行预处理和再生过程，以提高其性能和可用性。

1.分离纤维素：在纤维素材料中，纤维素与其他非纤维素成分（如木质素、半纤维素等）混合在一起。

通过预处理，可以将纤维素与其他成分有效地分离开来，以获得纯净的纤维素材料。

2.改变纤维素结构：纤维素的结构与性质密切相关。

预处理可以改变纤维素的结晶度、分子量、孔隙度等参数，从而改善其力学性能、溶解性能、吸湿性能等。

3.提高纤维素的可用性：纤维素本身存在一些限制，如难溶解、难加工等。

通过预处理，可以改善纤维素的可加工性能，并增加其应用的范围和灵活性。

纤维素的再生是指对废弃的纤维素材料进行处理，以获得再生纤维素材料。

再生纤维素材料具有与新生产的纤维素材料相似的性能和功能，但其制备过程更加环保和可持续。

纤维素的再生过程通常包括以下几个步骤：1.收集废弃纤维素材料：废弃纤维素材料可以来自于废纸、纺织品废料、农业废弃物等，通过收集这些废弃材料，可以减少资源的浪费和环境的污染。

2.分离和纯化：收集到的废弃纤维素材料通常混合着其他杂质，如油脂、颜料、黏合剂等。

通过物理或化学方法，可以将这些杂质与纤维素有效分离开来，并获得纯净的纤维素。

3.预处理和再生：废弃纤维素材料通常需要经过预处理步骤，这包括干燥、碱处理等，以改变纤维素材料的性质和结构。

然后，再生纤维素材料可以通过溶解、纺丝、沉淀等方法获得。

4.再生纤维素的应用：获得再生纤维素材料后，可以将其应用于各种领域，如纺织、造纸、包装、建筑等。

再生纤维素材料具有与新生产的纤维素材料相似的性能和功能，因此可以在许多方面替代传统的纤维素材料。

纤维素的预处理和再生旨在提高纤维素材料的性能和可持续性。

木质纤维素预处理方法的研究进展

木质纤维素预处理方法的研究进展摘要:概述了几种比较实用的木质纤维素预处理技术,总结了各种预处理技术的方法､原理以及优缺点,进而对木质纤维素预处理方法的发展前景进行了展望｡关键词:木质纤维素;预处理方法;研究进展Research Advances of Pretreatment Technology of LignocelluloseAbstract: Some practical pretreatment technologies of lignocellulose were briefly introduced, including the main methods, principles, advantages and disadventages. And the development prospect of pretreatment technology of lignocellulose was put forward.Key words: lignocellulose; pretreatment method; research progress随着世界经济的不断发展和石油资源的日益消耗,开发更加长久有效的能源是各国面临的一个巨大难题｡作为一种可再生能源,生物质能源是中国能源可持续发展的必然战略选择之一｡利用木质纤维素生产生物乙醇､丁醇等生物质燃料是生物质能源开发的重要内容｡我国天然纤维素原料非常丰富(包括农作物秸秆､林业副产品､城市垃圾和工业废弃物等),利用生物技术分解和转化木质纤维素既是资源利用的有效途径,对于解决环境污染､食品短缺和能源危机又具有重大的现实意义｡1 木质纤维素的结构木质纤维素是指以纤维素､半纤维素和木质素为主要成分的原料,3种成分在植物原料中的含量分别为35%~50%､15%~25%和15%~30%｡纤维素是聚合度在 1 000~10 000的葡萄糖的线性直链聚合物,由结晶相和非结晶相交错形成,结晶相结构致密,阻碍纤维素的分解｡半纤维素结构较纤维素简单,主要是由木糖､阿拉伯糖等戊糖及少量的葡萄糖､甘露糖和半乳糖等己糖形成的直链或支链聚合物,在适宜的温度下易于溶解在稀酸溶液中并降解成单糖｡木质素是一种由苯丙烷结构单体组成的具有复杂三维结构的芳香族高聚物,在植物结构中发挥胶粘作用,将纤维素和半纤维素紧密结合在一起,增大茎秆的机械强度,起到木质化作用,阻碍微生物对植物细胞的攻击,同时减小了细胞壁的透水性｡纤维素和半纤维素作为可酵解糖类,占原料总重的65%~75%[1]｡2 预处理的目的木质纤维素的转化利用可分为原料预处理､酶水解和糖发酵3个阶段,主要的技术瓶颈在于预处理技术不够成熟以及纤维素酶活性较低,造成生产成本过高｡通过原料的预处理,可以破坏纤维素的结晶结构,降低木质素的聚合度,提高木质纤维素材料的多孔性,增加酶与底物的接触面积,从而提高酶解的效率,达到节约时间和降低成本的目的｡好的预处理应满足以下4个条件:①有利于提p 3.1.1 机械粉碎法通过机械削切和研磨分别将木质纤维处理成粒径为10~30 mm和0.2~2.0 mm的颗粒,可有效降低木质纤维素的结晶度和消化效率[2]｡震动球磨技术能比普通球磨技术更有效地降低木质纤维素的结晶度和消化特性｡相对来说,机械粉碎耗时长､耗能高,造成预处理成本太高,无法在工业化生产中广泛使用[3]｡3.1.2 蒸汽爆破蒸汽爆破是当今应用最为广泛的木质纤维素预处理技术｡通过将经高压饱和蒸汽溶解的木质纤维素瞬间降压,达到破坏木质纤维素结构的目的｡通常认为,半纤维素被爆破过程中产生的醋酸和其他的有机酸所溶解,从而导致纤维素暴露出来,增大了微纤维与酶的可及性｡木质素的含量变化不大,只有小部分被溶解,但是在溶解过程中木质素发生解聚/再聚合反应,从而使木质纤维素的表面结构发生变化｡瞬时爆破使样品得以破碎降解,从而增大了反应的可接触面积,这些因素都能够提高纤维素的水解效率｡影响蒸汽爆破处理效果的因素主要有以下几方面:压力保持时间､温度､颗粒的粒径大小和含水量｡高温短时处理(270 ℃､1 min)或者低温长时间处理都能够使半纤维素达到最大程度的溶解｡相对于机械粉碎,蒸汽爆破法可以节省大约70%的能量,同时对环境不产生污染｡近几年来,通过加入各种催化剂(酸或碱)或者改换不同的蒸汽介质(如氨水),发展出许多新型的爆破技术,有效推动了预处理技术的发展,使蒸汽爆破成为最接近商业化应用的预处理方法｡大量不同种类的木质纤维素预处理试验证明了蒸汽爆破技术的可行性,其使用规模也在不断扩大｡加拿大的Iogen工厂已经建立了一套利用该技术处理木质纤维素的中试装置｡尤其在阔叶树木及农作物秸秆的处理方面,蒸汽爆破法被看作是最具有经济价值的预处理技术[1]｡蒸汽爆破法的局限主要包括半纤维素的分解､木质素的不完全降解以及在处理过程中产生的对于后续酶水解和发酵有害的物质｡因此,需要用大量的水冲洗预处理产物以去除这些有害物质｡但冲洗的同时带走了可溶性的糖,其中包括一大部分的可溶性半纤维素,降低了总的糖产量｡3.1.3 超临界水处理超临界水处理是指利用处于超临界状态(T>374.2 ℃､P>22.1 MPa)的水处理木质纤维素的方法,通常与亚临界水解技术联合使用｡在临界点(T=374.2 ℃､P=22.1 MPa)时,水的溶剂化能力突然增强,电离程度增大,可有效打破木质素的包裹作用同时降低纤维素的结晶度,使纤维素可以很容易地溶解在超临界的水溶液中,并且迅速分解成低聚糖,低聚糖进而快速分解成葡萄糖｡阳金龙等[4]研究了该技术在玉米秸秆预处理中的应用,将40 mg玉米秸秆和2.5 mL水置于380~400 ℃的密闭容器中反应15~35 s,然后对产物进行分析｡结果表明,玉米秸秆在388 ℃的超临界水相中,经21 s的反应时间后,低聚糖转化率和可检测转化率最高,分别为24.1%和43.6%｡相对于传统预处理技术,超临界水处理具有反应时间短､水解效率高､资源和环境成本低等优点,但是作为一项新兴技术,其理论研究相对不足,尚无法解决葡萄糖分解产物较多､副产物成分复杂､发酵糖产量较低等问题｡3.2 化学法化学法是用碱､酸､有机溶剂等预处理木质素､纤维素的方法,主要目的是破坏细胞壁中半纤维素与木质素之间的共价键,破坏纤维素的结晶结构及纤维素与木质素的连接键,从而提高秸秆的消化率｡3.2.1 酸处理酸处理是利用稀酸､浓酸和无水有机酸等酸性物质水解秸秆中纤维素的方法｡酸处理可大致分为无机酸处理和有机酸处理｡无机酸处理主要作用是使半纤维素变成单糖进入溶液中,增大试剂与纤维素的接触面积,提高可及度｡预处理后的原料中木质素含量基本不变,半纤维素含量变少,纤维素的含量和聚合度有一定程度的下降｡Silverstein等[5]研究了硫酸､氢氧化钠､过氧化氢和臭氧在不同条件下预处理的效果｡结果表明,这几种物质都能够明显降解木质素或者提高单糖得率,而硫酸预处理时半纤维素降解率最高,在121 ℃､0.1 MPa､2% H2SO4､90 min的条件下,木质素降解率为95.23%,但是对后续的纤维素水解影响最大,葡萄糖的转化率最低,为23.85%｡唐锘[6]在研究中发现,稀硫酸预处理方法对秸秆各组分降解率最高,在最适水解条件(0.7%稀硫酸､121 ℃､1 h)下,半纤维素､纤维素､木质素的降解率分别为46.15%､43.75%和50.00%｡有机酸处理原理与无机酸相似,主要是使原料中半纤维素和木质素溶解,降低二者在原料中的含量,一般在使用时增添无机酸作为催化剂｡但是,相对于无机酸,有机酸对容器的腐蚀性小,对后续水解过程的毒性低,具有更大的发展潜力｡3.2.2 碱处理常见的碱处理试剂有氢氧化钙､氢氧化钠､碳酸氢钠或者过氧化氢等｡秸秆碱化的原理在于氢氧根阴离子能削弱半纤维素､纤维素之间的氢键,打开木质素和半纤维素之间的醚键,皂化木质素和半纤维素之间的酯键｡碱处理能够使木质素发生降解以及降低纤维素的结晶度｡Silverstein等[5]用2%的NaOH 处理棉花秸秆,能够明显去除秸秆中的木质素､提高纤维素的转化率｡Wang等[7]研究了百慕大海草在不同浓度的氢氧化钠预处理后结构和物质的变化,结果发现,在NaOH浓度大于或等于1%的情况下,30 min的处理时间可以起到明显的去木质化的作用｡在整个处理过程中,纤维素的去除率变化很小(在10%之内),而半纤维素的去除率随着NaOH浓度的增大而增大,而且效果明显｡碱处理是现在人们普遍采用的方法,但是在用碱处理秸秆时除溶解掉一部分木质素外,也使部分半纤维素被分解,损失较大,同时与用酸处理相同,用碱进行预处理也存在着试剂的回收､中和以及洗涤等问题,这些问题都不可避免地会造成环境污染｡随着技术的发展,酸或碱处理通过与其他的物理或者化学方法(包括球磨法､蒸汽爆破､微波或者氧化技术)进行组合,将形成一些更有效的预处理方法｡3.3 生物方法微生物方法预处理被认为是目前最有前途的一种处理手段,它具有对环境无污染､降解率高､用途广､周期短､可再生､成本低等优点,能提高秸秆的综合利用效率,利于可持续发展｡微生物法主要利用菌类产生的一些酶来降解木质素和半纤维素,而对纤维素的降解作用较小｡目前常用的真菌有白腐菌､褐腐菌等,如黄孢原毛平革菌､彩绒革盖菌等,利用这些真菌产生的木质素分解酶系来对物料进行分解｡Kurakake等[8]对城市垃圾中办公室用纸采用两种菌株(Sphingomonas paucimobilis 和Bacillus circulans)进行混合预处理,然后再用酶水解｡研究表明,混合菌株生物预处理技术能够有效提高废弃办公用纸的酶水解率,糖回收率可达94%,预处理效果显著｡参考文献[1] 波吉特K,帕特里克R G,迈克K. 生物炼制——工业过程与产品(上卷)[M]. 马延和,译. 北京:化学工业出版社,2007. 160-166.[2] SUN Y, CHENG J. Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production: A review[J]. Bioresour Technol,2002,83(1):1-11.[3] GALBE M, ZACCHI G. Pretreatment of lignocellulosic materials for efficient bioethanol production[J]. Adv Biochem Eng Biotechnol,2007,108:41-65.[4] 阳金龙,赵岩,陆文静,等. 玉米秸秆超临界预处理与水解[J]. 清华大学学报(自然科学版),2010(9):1408-1411.[5] SILVERSTEIN R A, CHEN Y, SHARMA-SHIVAPPA R R, et al. A comparison of chemical pretreatment methods for improving saccharification of cotton stalks[J]. Bioresource Technology,2007,98(16):3000-3011.[6] 唐锘. 秸秆预处理方法的筛选[J].化工时刊,2008(7):22-26.[7] WANG Z, KESHW ANI D R, REDDING A P, et al. Sodium hydroxide pretreatment and enzymatic hydrolysis of coastal Bermuda grass[J]. Bioresour Technol, 2010, 101(10): 3583-3585.[8] KURAKAKE M, IDE N, KOMAKI T. Biological pretreatment with two bacterial strains for enzymatic hydrolysis of office paper[J]. Curr Microbiol, 2007, 54: 424-428.。

用木质纤维素原料生产燃料乙醇预处理工艺研究进展

［关键词］燃料乙醇；本质纤维素；预处理
［图分类号】Ｑ中Ｔ
ｆ文献标识码】Ａ
［文章编号】Ｏ７１６（０００－０８０ｌ０－８５２１）３０１－３
ＲｅｅｒｈＰｒｇｅｓｉｅｒａｍｅｔｏｓａｃｏｒｓｎＰｒｔｅｔｎｆＬｉｎｏｅｌｌｓｃＭａｅｉｌｏｅｈｎｏｏｇｃｌｕｏｉｔｒａｓｆｒＦｕｌＥｔａｌＰｒｄｕｃｉｎｔｏ
ｗａｌｏｐｅｉｗｅｓｓｒｖｅｄａＫｅｗｏｄ：ｅｔａｏ；ｌｎｃｌｕｏｅｐｅｒａｍｅｔｙｒｓｆ１ｈｕｅｎｌｉｏｅｌｌｓ；ｒｔｅｔｎｇ
世界经济发展对能源需求的持续增长和日益严峻的环境问题迫使人们寻求可再生能源，燃料乙醇就是其中一种重要的可再生能源。目前有很多国家在研究以木质纤维素资源为原料生产燃料乙醇。木质纤维素的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，木素的存在阻碍了纤维素对酶的可及性＿。因此，要ｌＪ充分利用木质纤维素类资源必须先对其进行有效的预处理。０２世纪９０年代初，国内外学者开始对木质纤维素的预处理进行研究Ｊ。目前，木质纤维素的预处理方法大致可分为物理法、化学法、物理化学法以及生物法。
度和预处理时问对液态热水法预处理效果的影响非常显著，随着热水温度的提高和预处理时间的延长，半纤维素的溶解程度相应增加，并且增加理是最早被研究也是研究得最深入的化学法之一。稀硫酸是应用最广泛的预处理方法，此外硝 “、盐酸、ｊ磷酸¨ 也被用于木质纤维素预处理。Ｚａ等¨ ｈｏ采用稀硫酸对ｃｏｏ茎进行预处理研究，结果表明，将其在１％Ｈ２Ｏ４ｒｆｎｌＳ，８：液固比，１０ ℃条件下处理１０ｍｉ，４ｌ２２ｎ６％的物质被溶解，还原糖浓度达３．２８９％，纤维素含量提高到６．４％。Ｓｎ１１ｕ等采用稀硫酸处理黑麦杆，结果表明，随着硫酸浓度的提高和反应时间的延长，半纤维素的溶解程度显著增加。在０％．９ＨＳ４０ｍｉ２Ｏ，９ｎ或１．２％ＨＳ４０ｍｉ２Ｏ，６ｎ条件下处理黑麦杆，超过５％的半纤维素被溶解。计红果等… ．Ｏ在０８％硫酸水溶液中加入适量硫酸铁对玉米秸秆粉于８～１０ ℃搅拌、Ｏ０蒸煮回流预处理。当底物／溶液比为１：５／铁盐浓度为１ｍｏＬ１ｍＬ，ｇ．０ｍＦ、处理４ｈ时效果较好，纤维素转化率可由４．％提高到５＿％，６９３１酶水解初始速率由１．ｍｇ（ｈ提高至１．ｍｇ（ｈ。龚大５０／ｇ．）７９／ｇ．）春等研究表明，酸法一法结合处理小麦桔杆的最优条件为酶在８０℃、４％（体积分数）的稀硫酸、固液比为１：５２的条件下水解４ｈ，再在５Ｏ℃、ｐ．Ｈ５、酶量２Ｐｇｌ２５Ａ．－Ｆ干物质、０１．ｍｇＭｇＯ下水解１，葡萄糖得率为３．％，比未经酸处理直接Ｓ２ｈ４５酶解葡萄糖的得率提高５％。０稀酸处理法可以有效地提高纤维素水解效率，但处理后一部分糖转化成有毒的脱氢化合物，对微生物具有不同程度的毒性，并且下游酶水解和发酵时必须进行中和处理。２２碱法－

稀酸预处理生物质的准备

稀酸预处理生物质的准备1、引言1.1、木质素、纤维素生物质原料是典型的含有大量（比重大约55-75%）有五碳或者六碳糖聚合而成的糖水化合物。

大部分的这些碳水化合物能够通过生物技术转变成乙醇。

然而，为了让生物转化过程更好的发生，聚合物首先必须被破坏成低分子量的或者原始的单体糖，并且大部分人采用的优先途径为酶促水解。

但是，纤维素中的一部分碳水化合物是难以进行酶促分解的，因此，为了让其能够积极响应酶解过程一些预处理步骤是必需的。

虽然在调查下发现一批各种各样的预处理方法，但是稀硫酸预处理方法确定已被NREL采用，来准备预处理用来发酵的生物质。

2、范围2.1、这步阐述了这种稀酸预处理方法已被NREL采用于乙醇发酵课题来预处理准备用于发酵研究的生物质的方法。

生物质用稀硫酸在160℃下地压力反应器中预处理10分钟。

这种方法在NREL已经发展作为几年预处理研究的结果并且发现通过它能够得到令人满意的高木糖产出率和高预处理固体酶解力的预水解产物（稀酸预处理过程中产生的液相）。

根据研究目标决定预处理的生物质需不需要进行洗涤。

然而，在这种方法中运用的起作用的条件还没有把木糖产出率酶解力，或者能够通过发酵获得的乙醇产出率优化到最大化。

而且，最理想的预处理条件被期望应该是特有的方法。

2.2、所有分析过程都应该参考QAP乙醇课题项目中制定的准则。

3、参考文献4、意义及应用4．1、木质素、纤维素生物质中的碳水化合物能够经过生物技术转化成乙醇之前，预处理过程是必需的。

稀酸预处理方法是一种已经通过彻底审查的技巧并发现其效果较好。

5、仪器设备5.1、Parr仪器公司的压力反应器系统，包括一个2加仑或一个有20号元素Cb-3材料制成的反应容器，一个相配套的搅拌器，电子加热器外罩和一个由温度/搅拌控制单元组成的温差电偶，所有的安装在一个可活动的金属平台上。

附属在反应容器顶板上的一个搅拌棒、一个压力表、一个通风孔、一个化学注射剂阀门、一个压力分割盘和一个热力井。