秸秆原料预处理方法研究进展
低温稀酸预处理玉米秸秆的研究

新 能源 , 以木质 生物 资 源 为 原 料用 生 物 转 化 法 制备
第 一 作 者 简 介 : 娜 娜 ( 9 5 ) 女 , 士 研 究 生 , 究 方 向 : 生 王 18 一 , 硕 研 微 物 资 源 开 发 与 生 物化 工 。 通 信 作 者 简 介 : 秀 清 (17 一 ) 硕 士 , 师 。 Ema : ax 姚 98 , 讲 . i yoi l —
1 1 实验材 料 和药 品 .
玉米秸 秆 , 自抚 顺 周 边 , 用 粗 纤 维 测 定 仪 取 利 ( Q ) 照 V n S et 重 法 _ 测 得 其 半 纤 维 sL 参 a o s 称 8 素 、 维 素 和 木 质 素 含 量 分 别 为 2 . % 、2 8 和 纤 6 1 3.% 1 . % , 成 粉 状 备用 ; 萄 糖 ( 63 磨 葡 生化 级 ) 木 糖 ( , 生
接 触 J未 经 预处理 的天 然状 态 的木 质 生物 资 源 的 ,
酶解率 小 于 2 % [ 。 因此 必 须 采 用 一 定 的预 处 理 0 4 J
和 。本文通 过 正 交 试 验 来 确 定 在 低 温 稀 酸 条 件 下 , 玉米秸 秆 最佳 的 预处理 条件 。 对
1 实验 部分
⑥
2 1 S i eh E g g 0 c T c. nn . 1 .
化 工 技 术
低 温 稀 酸 预 处 理 玉 米秸 秆 的研 究
王娜 娜 ’ 谢 小莉 杨翔 华 张 全 姚 秀 清
秸秆制浆可行性研究报告

秸秆制浆可行性研究报告秸秆是指水稻、小麦、玉米等作物收割后余下的植物秸秆,是农作物的副产品。
由于秸秆数量庞大、造成污染和浪费资源的问题日益突出,对秸秆进行综合利用是当前亟待解决的问题。
其中,秸秆制浆是一种将秸秆作为原料,通过一系列的工艺流程将其转化为浆料的技术。
本研究旨在探讨秸秆制浆的可行性,并对其技术、经济、环境等方面进行深入分析。
二、秸秆制浆技术概述秸秆制浆技术是一种将秸秆进行化学处理和物理操作,最终得到浆料的过程。
主要包括秸秆的预处理、化学浆化、机械碎解、浆料的提取等步骤。
其中,化学浆化是将秸秆中的纤维素和木质素等成分进行有效分离的关键步骤,而机械碎解则是将化学浆化后的秸秆进行细化处理,使之成为可用于造纸和纤维板行业的浆料。
秸秆制浆技术的优势在于可以有效利用农作物秸秆资源,减少对木材资源的依赖,降低浆料生产的成本,同时还能减少农作物秸秆的露天焚烧和堆放,从而减轻环境污染和资源浪费问题。
然而,秸秆制浆技术也存在着一系列的挑战,包括原料收集和储存问题、化学浆化及机械碎解工艺的改进等。
三、秸秆制浆技术的发展现状近年来,国内外对于秸秆制浆技术的研究逐渐受到关注。
在国内,各地农村秸秆资源丰富,但对其的综合利用程度较低。
然而,一些省份开始尝试利用秸秆制浆技术,例如湖北省、湖南省等地建设了秸秆制浆厂,示范出了一定的经济效益。
同时,国外一些发达国家也在秸秆制浆技术上进行了大量的研究及应用,如加拿大、澳大利亚等。
秸秆制浆技术的发展现状虽取得了一定的进展,但在工艺技术、设备技术、市场推广等方面依然存在较大挑战。
本研究将从技术、经济、环境等方面对秸秆制浆技术的可行性进行深入分析。
四、秸秆制浆技术的技术可行性分析1. 秸秆原料的可获得性秸秆是一种易于获得的农作物副产品,其资源分布广泛、数量庞大,是农作物的生产副产品。
因此,秸秆原料的可获得性是秸秆制浆技术的一个重要优势。
在我国,农村地区的秸秆积累较为严重,大量秸秆无法得到有效利用,造成了资源浪费和环境污染。
棉花秸秆生产燃料乙醇的预处理技术研究概述

棉花秸秆生产燃料乙醇的预处理技术研究概述摘要乙醇是一种很有希望替代有限石油的燃料。
我国目前燃料乙醇生产的主要原料是陈化粮,但我国陈化粮可用于燃料乙醇生产的量十分有限。
棉花秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素和其它灰分等组成,经过预处理、发酵和脱水可生成燃料乙醇,在能源急剧短缺的今天,丰富而又可再生的棉花秸秆已经备受关注。
纤维质材料的预处理是转化乙醇过程中的关键步骤,该步骤的优化可明显提高纤维素的水解率,进而降低乙醇的生产成本。
本文总结了纤维质材料预处理的各种方法,对各种方法的优缺点进行了综述和分析,并对生物质预处理技术发展的前景进行了展望。
关键词:棉花秸秆;预处理;生物乙醇RESEARCH ON PRETREATMENT OF COTTON STALK FORBIOETHANOL PRODUCTIONABSTRACTEthanol is promising alternative energy source for the limited crude oil. Ethanol mainly comes from aged grain in our country.However, the aged grain which is used to produce ethanol is lim-ited. Cotton stalk is composed of cellulose, hemicellulose, lignin and solvent extractives. Ethanol can be obtained by pretreatment, fermentation and dehydration of cotton stra-w. In the current circumstances of energy shortage, abundant and renewable cotton str-aw has caused widespread concern.Petreatment, the critical technology for transformation of lignocellulosic materials to ethanol, can significantly enhance the hydrolysis of cellulose, and then reduce the cost of ethanol production. Progress in research and development of pretreatment is re-viewed in this paper, and the advantages and disadvantages of different methods of pretreatment a-re summarized and analyzed in detail. The prospect of pretreatment is also discussed.KEY WORDS: Cotton stalk; Pretreatment; Bioethanol第一章文献综述1.1 前言能源是当今社会赖以生存和发展的基础。
玉米秸秆预处理实验

一、玉米秸秆预处理实验(因素:固液比、温度、时间、浓度)
1.物理处理(1g玉米秸粉+20ml buffer)固液比:1:20
高温处理121℃20min 40min 60min
2.化学处理(2g玉米秸粉+40ml buffer)
1)1%NaOH 0.5%NaOH 1%H2SO4 0.25%H2SO4
1h 2h 4h
2)氨水处理(2g玉米秸粉+40ml buffer)
1% 2% 5%NH3.H2O
50℃8h 16h 24h 36h 48h
注:buffer配制0.02mol/L NaCOOH+0.02mol/L HCOOH (pH 4.8)
处理完成后离心取上清测葡萄糖浓度,沉淀置于培养皿中烘箱烘干实验结果
以较好结果的测其成分(高效液相色谱法)
由结果葡萄糖产率高的重复
3)72%硫酸处理实验
0.5g/0.1g/0.2g玉米秸粉+5ml72%硫酸室温放置2.5h 摇晃
↓
181.7ml蒸馏水121℃1h
↓
Ba(OH)2调制中性(试纸检验)
↓
1ml上清12000r/m 10min
↓
200ul上清+800ul超纯水
↓
高效液相色谱测成分(葡萄糖、木糖)
4)生物处理
摇瓶糖化实验(酶处理)每个做两个平行
1g玉米秸粉(400种)+20ml buffer+35ul糖化酶+叠氮钠(抑菌作用)
↓
50℃恒温摇床120rpm 3day
↓
↓
取2ml样品4℃冰箱存放
结果处理:①取1ml上清12000rpm/min 10min
取上清50ul+200ul纯水液相测成分
②用生化分析仪测葡萄糖浓度。
玉米秸秆预处理优化实验条件研究

( v) m/ ) 或氢 氧化钠 ( %、 . % 、 、 . %、 % (/ ) , 拌均 匀 , O 0 5 1 15 3 v v)搅 高压 蒸 汽下 ( 2 1 1℃ ,. a 处 理 不 同的 0 1P )
时 间( 0 4 、0ri) 反 应结束 时 以 自然 降压 和急 速 降 压两 种 降 压 方式 使 反 应体 系 降 至 室温 , 得 处理 样 2 、0 8 n , a 获
第 5期
王
歌 等 : 米秸 秆 预 处 理 优 化 实验 条 件研 究 玉
15 7
2 1 高压 蒸汽 下硫酸对 玉米 秸秆 处理 的最佳优 化条 件 . 图1 ~3所示 , 高压蒸 汽下 , 以相 同硫 酸浓度处 理秸 秆 , 还原 糖产 量 随处 理 时间 的延 长 而增 加 ; 同处 理 相
关键词 : 玉米秸秆 ; 预处理 ; 还原性 糖 中 图 分 类 号 : 85 Q1 文 献标志码 : A
现如今能 源短缺 已成 为 困扰 人类发 展 的重 大 问题 , 以生 物 质为 原料 生 产燃 料 乙醇 有着 越 来越 广 阔 的市 场前景 . 因此近 年来利 用废弃 的木 质纤维 原料生 产 乙醇已在各个 国家引起 越来 越广泛 的关 注[ . 1 但在 以纤 维 ] 素为原 料生产燃 料 乙醇的过 程 中, 最大 的问题是原 料 的预处 理. 预处 理 的 主要作 用 是 改变 天然 纤 维 的结 构 , 降低纤 维素 的结 晶 , 去木质ห้องสมุดไป่ตู้素 , 加酶 与纤维素 的接触 面积 , 脱 增 从而 提高酶 解 的效率. 目前预 处理 的方法 主要 有物理 、 化学 、 物和氨 冷冻爆 破法[ , 生 2 但预处 理效果 不理想 , ] 且对 生产 设备 的腐 蚀 、 磨损 和耗 能较 严 重 , j 因此开 发高效 、 低成本 的预处 理方法 成为 了亟待解 决 的技术 问题 . 研 究 以玉米 秸秆 为 原 材料 , 本 采用 物 理与
纤维素酶预处理小麦秸秆制备乙酰丙酸的效果研究

[ 1 廖政 达 , 祖强 , 1] 黄 胡华 字 , 等.木薯 酒糟 苯 酚 液化 工艺 的 研究
[] J .安徽农业科 学,0 9 3 ( 3 :0 6 —183,0 9 . 2 0 ,7 2 ) 1 8 1 06 18 2 [2 张向宇 .胶黏剂分析与测试 技术 [ .北京 : 1] M] 化学工业 出版社 ,
学 与工 业 ,07,7 6 :5— 0 20 2 ( )6 7 .
枝共聚反应 [] J .化工学报 ,0 9,0 6 17 20 6 ( ):5 3—18 . 50
[O 黄祖 强 , 1] 高
利 , 兴唐 , 梁 等.机 械 活化 甘蔗 渣 的结 构与 表征
[] J .华南理工大学学报 : 自然科学 版,09,7 1 )7 2 0 3 ( 2 :5—8 . O
废物抛弃 , 利用率低 。其纤 维素大分 子中的半纤 维素 中的苷
键和 B一14一糖苷键在酸性介 质 中可水解得 到木糖 和葡 萄 , 糖, 然后 高温下脱水 环化 生成羟 甲基糠醛 和糠 醛, 一步水 进
解 、 子 重 排 后 得 到 乙 酰丙 酸 。 分 生 物质 制 备 乙酰 丙 酸 的 传 统 工 艺 主 要 包 括 预 处 理 、 解 水
江苏农业科学
21 0 1年第 3 9卷第 3期
李湘苏.纤维素酶预处理小麦秸秆制备 乙酰丙酸的效果研究[ ] J .江苏农业科学, 1 , ( )3 3— 8 2 13 3 : 0 9 8 35
纤维素酶预处理小麦秸秆制备 乙酰丙酸 的效果研究
李 湘 苏
( 南华大学 核工业卫生学校 , 湖南衡 阳 4 10 ) 2 0 2
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秸秆制甲烷预处理技术研究进展

文 章编 号 : 1 6 7 1 — 0 4 6 0( 2 0 1 3 )0 3 — 0 3 1 0 — 0 4 中图 分 类 号 :S 2 1 6 . 4 文献 标 识 码 : A
p r e p a r a t i o n o f me t h a n e , t h e p r e t r e a t me n t t e c h n o l o g y c a n e n h a n c e t h e u t i l i z a t i o n r a t e o f s t r a w r e s o u r c e s . I n t h i s p a p e r , s o me p h y s i c a l — c h e mi c a l a n d mi c r o b i o l o g i c a l p r e t r e a t me n t me t h o d s o f s t r a w we r e i n t r o d u c e d , s u c h a s s t e a m b l a s t i n g me t h o d ,a c i d me t h o d ,s o d a me t h o d ,mi c r o wa v e a u x i l i a r y a c i d / a l k a l i me t h o d , a n d S O o n . Th e n t h e s e me t h o d s we r e c o mp a r e d , wh i c h c a n p r o v i d e s o me r e f e r e n c e s f o r o t h e r r e s e a r c h e r s . Ke y wo r d s : S t r a w; Me t h a n e ; P r e t r e a t me n t ; P h y s i c a 1 . c h e mi c a l p r o c e s s : Mi c r o b i a l me t h o d
稻草秸秆预处理方法对绿色木霉产纤维素酶的研究

稻草秸秆预处理方法对绿色木霉产纤维素酶的研究孙宪迅;孙宪猛;韩雪;孙齐英【摘要】以稻草秸秆为原料,采用不同质量分数的磷酸、氨水、磷酸与氨水联合浸泡处理等方法对稻草桔秆进行预处理,预处理后稻草用于纤维素酶固态发酵.以羧甲基纤维素酶(CMC)酶活和滤纸酶(FPA)酶活为指标,比较不同预处理方法对绿色木霉(Trichoderma viride)固态发酵产纤维素酶的影响.研究结果表明,磷酸与氨水联合预处理秸秆最有利于绿色木霉固态发酵产纤维素酶,羧甲基纤维素酶(CMC)酶活和滤纸酶(FPA)酶活分别是未处理的283.25%和174.38%.【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2014(053)018【总页数】4页(P4387-4390)【关键词】稻草秸秆;绿色木霉(Trichoderma viride);固态发酵;纤维素酶【作者】孙宪迅;孙宪猛;韩雪;孙齐英【作者单位】江汉大学生命科学学院,武汉430056;湖北省豆类/蔬菜植物工程技术研究中心,武汉430056;湖北省国有林场工作站,武汉430073;江汉大学生命科学学院,武汉430056;江汉大学生命科学学院,武汉430056;湖北省豆类/蔬菜植物工程技术研究中心,武汉430056【正文语种】中文【中图分类】TS254.9近年来,由于化石能源枯竭和大量使用带来的温室效应,可再生资源的开发利用日益受到人们重视[1,2]。
稻草是一种非常丰富的可再生能源,利用稻草秸秆生产纤维素酶,对纤维乙醇的生产有重要的现实意义[3,4]。
稻草秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成,其中木质素的包覆作用及纤维素结晶致密结构使各种菌株产酶活力低,成本高。
采用物理、化学和生物方法对稻草进行预处理,尽量除去木质素,破坏纤维素的晶体结构,提高纤维素酶的活力[5]。
通常的预处理方法往往以预处理产糖或者后续酶解率为考核指标,而预处理方法对微生物利用产酶的研究报道很少[6-11]。
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摘 要 : 处 理 在 秸 秆 发 酵 过 程 中 起 着 非 常 重 要 的 作 用 , 秆 原 料 的 预 处 理 对 沼 气 发 酵 效 率 影 响 很 大 。 简 单 介 绍 预 秸
生产 国之一 , 每年产生各类作 物秸秆约 6亿 t , 合利用这 … 综
一
域H C H 2 0
宝贵绿色 资源 , 推进秸秆能源化利用 , 以实现变废 为宝 、 可 维素和半纤维 素的水解 就成 为此类 原料 生物 降解 的限速步 骤 。另外 , 有研究显 示 , 木质 素最初 的降解 需要 氧分子
作用下 , 形成结晶的微纤维或类似晶体 的不透水的网状 结构 。
生物分解 , 但在细胞壁中 , 纤维素是被木质素和半纤维素包裹 着, 而木质 素有完整坚硬的外壳 , 不易被微生 物降解 , 因此
纤 维素 的分 解受 到 限制 。
化生物质 , 部分半纤维素从生物 质秸 秆中分离 、 将 降解 , 而 从 增加了酶对纤维素 的可触及性 , 提高 了纤维素的酶解转化率。
了物理预处理 、 化学预处理 、 物理化学预处理 以及生物预处理法 , 对各个 方法的优缺点进行 了分析和 比较 , 并对其各 自
的 最 新 研 究进 展进 行 了 综述 。 关 键 词 : 秆 原 料 ; 构 ;预 处 理 秸 结 中 图 分 类 号 : 26 2 ¥ 1 . 文 献 标 志 码 :A 文章 编 号 :0 2—10 (0 0 0 0 5 0 10 3 2 2 1 )6— 4 3— 3
秸秆利用相关技术的应用前景非常广阔。生物转化是秸秆能
源 化 的 主要 方ຫໍສະໝຸດ 法 , 中预 处 理 阶 段 对 整 个 发 酵 过 程 起 着 很 重 其
要 的作 用 , 处 理 的好 坏 直 接 影 响 后 面 沼 气 发 酵 的 效 率 , 预 因 此 , 处 理 方 法 的选 择 是 很 重 要 的 。 预 1 秸 秆 的 主 要成 分 玉米 秸 秆 、 秆 、 草 等 均 属 木 质 纤 维 类 生 物 质 , 要 成 麦 稻 主 分 为纤 维 素 ( 占 4 % ) 木 质 素 (0 ~3 % ) 半 纤 维 素 约 0 、 2% 0 和
江苏 农 业 科 学
孙 然, 冷云伟, 赵
2 1 第 6期 0 0年
兰, 等.秸秆原料预处理方法研究进 展[ ] J .江苏农业科 学, 1 ( )4 3 4 5 2 0 6 : — 5 0 5
秸 秆 原 料 预处 理方 法 研 究 进 展
孙 然 冷 云伟 赵 兰 任 恒 星。王 心强 , , , ,
(0 ~ 0 ) , 3种 成 分 的 质 量 占植 物 纤 维 质 原 料 总 质 2 % 3% 这
量的 8% ~ 5 0 9%
。尽 管 纤 维 素 单 独 存 在 时 能 被 许 多 微
使 用 物 理方 法 使 得 生 物 质 的 粒 度 缩 小 , 低 其 结 晶度 , 降 破 坏 半 纤 维 素 和木 质 素 的结 合 层 , 大 物 料 的 比表 面 积 , 时 软 增 同
常 用 的物 理 预 处 理 方 法 主要 有 机 械 粉 碎 法 、 温 热 解 预 处 理 高
纤维素是植物残体 中最 丰富的成分 , 它是 由 D一葡萄糖
基通过 B一14一糖 苷键 连接而成 的线性 高分 子化合 物 ( , 图
1 。通 常一 条 链 中 含 有 1 0 ) 00 0多 个 葡 萄 糖 分 子 , 约 3 大 O~ 10个纤 维 素 分 子会 “ 肩 ” 列 , 分 子 内 和 分 子 间氢 键 的 0 并 排 在
的参 与 , 以 未处 理 的木 质 素 不 能 在 厌 氧 环 境 下 被 微 生 物 降 所 解 。 因此 需 要 采 用 适 当 的方 法 对 原 料 进 行 预 处 理 , 达 到 降 以 解 木 质 素 , 高秸 秆 原 料 厌 氧 沼 气 发 酵产 率 的 目的 。 提 2 秸 秆 原料 预 处 理 方 法 常 见 的预 处 理 的方 法 大 体 上 可 分 为 物 理 预 处 理 法 、 学 化
预 处 理 法 、 理 化 学 预 处 理 法 和 生物 预 处 理 法 。 物
2 1 物 理 预 处 理 法 .
减 少 环 境 污 染 、 进 能 源 结 构 调 整 、 加 农 民收 人 , 是 发 展 促 增 更 循 环 经 济 、 进 节 能 减 排 、 现 低 碳 经 济 的 重 要 举 措 。所 以 , 推 实
以及辐射 预处理等 。 2 1 1 机械 粉碎 法 .. 木质纤维质原 料可以通过切碎 、 碎 、 粉
研磨 等处 理 以降 低 结 晶 度 , 颗 粒 变 小 。 与切 割 相 比 , 磨 更 使 研 有利 于破 坏 木 质 纤 维 素 原 料 的 细 胞 结 构 , 以一 般 认 为 研 磨 所 比切 割更 有 效 。Z ag等在 用 稻 草 为 原 料 利 用 两 相 工 艺 产 沼 hn 气 的试 验 研 究 中 , 用 了研 磨 和 切 碎 2种 物 理 预 处 理 方 法 对 采 稻草 进 行 处 理 , 现 在 原 料 的 颗 粒 度 均 为 2 m 的 情 况 下 , 发 5m 研 磨 处 理 的 原 料 比切 碎 的原 料 沼气 产 率 提 高 了 1 . % ; 切 22 而
HO HO
化 石 能 源渐 趋 枯 竭 , 全 球 的 影 响 日益 突 出 , 界 开始 将 对 世 目光 聚 集 到 新生 能源 领 域 。在 诸 多 新 能 源 当 中 , 物 质 能 源 生 被认 为 是 最 安全 、 稳 定 的 能 源 。我 国 是 世 界 上 最 大 的 农 业 最