芝麻秸秆超临界CO2降解脱除木质素的研究
白腐菌对玉米秸秆木质素降解的效果
白腐菌对玉米秸秆木质素降解的效果摘要摘要: 添加不同品种和比例的白腐菌，研究其对玉米秸秆中木质素的降解情况。
结果表明，在尿素与白腐菌的共同作用下，玉米秸秆的粗蛋白含量平均提高180% ; 在白腐菌的单独作用下摘要: 添加不同品种和比例的白腐菌，研究其对玉米秸秆中木质素的降解情况。
结果表明，在尿素与白腐菌的共同作用下，玉米秸秆的粗蛋白含量平均提高180% ; 在白腐菌的单独作用下，平均降解木质素33. 4% 。
2 株白腐菌对玉米秸秆中木质素的降解速率不同，白腐菌2 ( 编号GIM3. 393) 对木质素的降解能力优于白腐菌1 ( 编号GIM3. 383) 。
关键词: 白腐菌; 木质素; 粗蛋白; 玉米秸秆玉米秸秆是丽水最常见农作物的废弃资源，使玉米秸秆资源化利用既可美化农村环境，保护水资源环境，营造农旅结合的优美环境，又为畜牧养殖业提供可食性的资源，丰富饲料的品种，达到资源循环利用的目的。
但玉米秸秆用作草食性动物的饲料还存在几个缺点，主要是粗蛋白含量低、木质素含量偏高、食口性差[1]。
本试验通过在玉米秸秆中加入不同比例、不同品种的白腐菌，作用不同时间后，测定白腐菌对玉米秸秆中的木质素降解及粗蛋白的含量变化的影响[2-3]，了解白腐菌对玉米秸秆的木质素降解情况，为玉米秸秆的进一步利用提供理论依据。
1 材料与方法1. 1 供试菌株白腐菌来源于上海名劲生物科技有限公司，编号GIM3. 383 ( 标记为A) 、GIM3. 393 ( 标记为B) ，黄孢原毛平革菌。
1. 2 材料来源于丽水市莲都区收集而来的成熟后的玉米秸秆，将其截成3 ～5 cm 的长度，加入10% 的尿素，处理4 ～5 h。
此时玉米秸秆湿度为60% 左右。
1. 3 方法白腐菌的培养[4]。
购买回白腐菌后，用无菌吸管吸取0. 1 ～0. 2 mL 无菌水或适宜的液体培养基滴入安培管内，待安培管内的牛奶菌粉溶解呈悬浮状后，再用无菌吸管吸取全部菌悬液接种到2 支试管内，试管内的培养基采用PDA 配方制作( 综合PDA 培养基: 200 g 马铃薯煮出液，20 g 葡萄糖，15 g 琼脂粉，KH2PO4 3 g，VB1 8 mg，水1 000 mL，pH 自然) 。
科技成果——超临界二氧化碳无水染色技术
科技成果——超临界二氧化碳无水染色技术
成果简介
为了解决染整过程的水体与大气污染难题，2001年起，在我国率先进行了超临界二氧化碳无水技术研究。
利用回收的工业排放二氧化碳废气在超临界状态下溶解染料，并在密闭的釜体中进行纺织品染色，创造性地实现了散纤维、纱线、织物超临界二氧化碳流体无水染色的工程化示范生产，突破了传统水介质染色过程的高耗水与高污染难题，开启了纺织纤维无水染色先河。
研究成果获辽宁省科学技术一等奖1项、国家教育部技术发明二等奖1项、第十六届全国发明展览会金奖1项。
通过了由中国工程院院士孙晋良主持的科技成果鉴定，达到国际先进水平。
现已授权发明专利20余项，成果已成功在辽宁、青海、山东、福建等公司转化，取得了较好的经济社会效益。
技术特点
利用回收的工业排放二氧化碳废气在超临界状态下溶解染料，并在密闭的釜体中进行纺织品无水染色，具有高色牢度，短流程，无三废排放，染料和二氧化碳可循环使用的优势。
与传统水介质染色相比，超临界二氧化碳流体染色无水消耗，无需漂洗和烘干；二氧化碳无毒、不易燃烧、价格低廉；染色无助剂，染料成本低，真正从根源上解决了染整过程的水污染问题。
染色产品染耐水色牢度（沾色、变色）≥4级，耐摩擦色牢度≥4级。
应用范围
适用于散纤维、纱线、织物无水染色加工。
与传统水介质染色工艺相比节水100%，降低能耗20-30%，是纺织印染清洁加工的一次“技术和产业革命”，具有显著的经济社会效益，可在我国染整行业引领、复制、推广、应用。
合作方式技术转让、合作开发。
超临界CO2萃取技术
应用举例——丹参
丹参是我国传统使用的中药, 具有祛癖止痛, 活血通经, 清心除烦的功效, 能显著增加冠脉流量。
丹参中既含有脂溶性成分丹参酮 , 又含有： 将备用的210kg丹参原料粉碎至20目, 每个萃
取釜装丹参原料10kg, 在预先设定的萃取条件下, 两釜并联进行超临界CO2萃取, 每次萃取时间2小 时, 得萃取物。直至210kg丹参原料全部萃取完毕, 合并所有的萃取物, 混合均匀, 称重, 取样检验。
应用举例——丹参
超临界CO2萃取丹参药材中的丹参酮ⅡA的最佳条件选择为：萃取压力 25.0MPa, 萃取温度50℃, 以95%乙醇为携带剂, 乙醇用量30%, 原料粒 度20目, 动态萃取2h, 流速为250L/h。
应用举例——丹参
超临界CO2萃取法与传统的有机溶剂提取法相比, 具有成本低, 操 作简便, 提取安全, 收率高, 杂质少, 无污染等优点, 综合考虑可替代 传统的有机溶剂提取法, 超临界CO2萃取法完全可以在大生产中推广 使用。
而压力的升高又使气相密度变大，当温度和压力达到某一点时，气液两相的相界 面消失，成为一个均相体系，这一点就是该物质的临界点。当流体的温度和压力 都处在临界温度和临界压力以上时，则称该流体处于超临界状态，该流体为超临 界流体。在超临界流体中，CO2是研究最多的一种流体。CO2因其无毒、不燃烧、 与大部分物质不反应、价廉等优点，最为常用。
科技成果——秸秆清洁制浆及其废液肥料资源化利用技术
科技成果——秸秆清洁制浆及其废液肥料资源化利用技术技术类别储碳技术适用范围造纸行业、农业秸秆综合利用、农田施肥及土壤改良行业现状目前该技术已在山东建立了示范项目，年产精制本色草浆40万吨、本色纸制品60万吨和黄腐酸有机肥60万吨。
在建项目包括山东年处理150万吨秸秆制浆造纸综合利用项目，吉林德惠、黑龙江佳木斯正建设秸秆综合利用项目等，未来将逐步在全国秸秆富产区进行产业化推广。
成果简介1、技术原理针对秸秆纤维特点，通过锤式备料、亚氨法置换蒸煮、机械疏解-氧脱木素工艺，实现木素高效脱除、降低黑液粘度并提高黑液提取率，形成适于秸秆的本色纸浆及纸制品制造技术；同时，制浆产生的黑液经蒸发浓缩、喷浆造粒工艺生产黄腐酸有机肥，实现废液的资源化利用和秸秆科学还田。
2、关键技术（1）锤式备料技术使用锤式破碎机替代传统切草机，圆筒筛取代传统除尘机，实现秸秆备料系统杂质的有效去除；（2）草浆置换蒸煮技术利用草浆最佳蒸煮终点，使用大液比全液相蒸煮工艺和带有中央施放管的草浆立锅连续蒸煮器，改进锅内滤板的结构、增大过滤面积，实现蒸煮黑液置换和循环使用；（3）机械疏解-氧脱木素技术应用疏解机解离纤维新工艺，将疏解机运用于制浆主流程，把机械疏解、氧脱木素技术连用，获得低硬度浆。
可根据需求采用单段氧脱或多段连续氧脱木素；图1 秸秆清洁制浆及其废液肥料资源化利用工艺流程图（4）本色浆技术浆中的纤维性尘埃通过物理方法（筛选净化）除掉，不采用化学漂白方式加以去除，本色浆匀度好、色相稳定，生产过程无AOX产生；（5）制浆黑液制有机肥技术以制浆黑液为原料，对其进行蒸发浓缩、喷浆造粒生产黄腐酸有机肥，在废液资源化综合利用的同时实现了秸秆的科学还田。
3、工艺流程秸秆清洁制浆及其废液肥料资源化利用工艺流程见图1。
主要技术指标1、吨浆耗水22m3；2、细浆得率56%；3、耐折度62次；4、抗张力40.2N；5、本色浆生产过程无AOX的产生；6、黄腐酸含量≥30%；7、有机质≥40%。
生物质(农作物秸秆)致密成型技术概述
2 成型原料问题 生物质原料的特点是具有季节性、分散性，因此严
重的影响了生物质致密成型燃料的工业化生产，根据 中国特色，必须考虑生物质的收集半径。建议采取分 散设点加工及就地使用和集中调配使用的方法。解决 上述问题。考虑到收集范围问题，生物质致密成型设 备的生产率不宜过大。 3 配套设备问题
结渣：是由于秸秆相对于煤和其它的燃料中的碱金属和氯的含量较 高(钾1%左右，氯0.8%左右，是突出特点）加之秸秆收集过程中 带入较多的的SiO2，就使其在燃烧过程中产生含有较多碱金属的 飞灰颗粒。这些颗粒易凝结在锅炉部分受热面上，一定程度下形 成玻璃状的结渣，是一种复杂混合物。严重的结渣会使锅炉停止 运转。
农林废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，木质素为 光合作用形成的天然聚合体，具有复杂的三维结构，是高分子物 质，在植物中含量约为15%～30%。当温度达到70～100℃，木 质素开始软化，并有一定的黏度。当达到200～300℃时，呈熔融 状，黏度变高。此时若施加一定的外力，可使它与纤维素紧密粘 结，使植物体积大量减少，密度显著增加，取消外力后，由于非 弹性的纤维分子间的相互缠绕，其仍能保持给定形状，冷却后强 度进一步增加，成为成型燃料。
CF型后，体积缩小，密度可达 1t/m3左右， 含水率在20%以下，便于贮存和运输。 成型燃料在燃烧过程中热值可达16000kJ/kg左右， 燃烧过程相对干净，热性能优于木材，体积发热量 与中质煤相当，可广泛用于民用炊事炉、取暖炉、 生物质气化炉、高效燃烧炉和小型锅炉，是易于进 行商品化生产和销售的可再生能源。
腐蚀：FeCL3 、碱金属 其它：我国化肥使用多，秸秆中N含量较高，据研究，N2O的温室
效应威力是CO2的296倍。还有一些燃烧微量元素的幅射都远远 大于其他燃料。
科技成果——基于亚临界水热反应生物质废弃物资源化利用技术
科技成果——基于亚临界水热反应生物质废弃物资源化利用技术技术类别减碳技术适用范围农业废弃物处理行业现状我国生物质废弃物资源丰富，但高值化利用率相对偏低。
本技术创新性的采用亚临界水热反应生物质废弃物处理技术，生产具有高附加值的肥料产品和植物型饲料添加剂，具有生物质原料选择范围广、处理过程耗能低、无污染、生物质资源回收率高、工程占地面积小、分布式利用性强等特点。
目前，该技术已在中国、日本建成2条生产线，并在国内十余个省市推广示范，具有较大的推广潜力。
成果简介1、技术原理在密闭压力容器内，将秸秆等生物质与水蒸气混合均匀，在一定的温度和压力下，经加水分解、加压爆破，快速切断大分子有机质之间的分子结合键，使大分子有机物分解成小分子物质，选择性提取黄腐酸等有效成分。
该技术的生物质资源回收率可达到85%以上，生产的高附加值黄腐酸有机肥产品可增加土壤稳定态有机碳的含量，减少氮肥、农药用量；生产的植物型动物饮料添加剂产品，可减少动物胃肠道发酵和粪便排放的CH4，碳减排效果明显。
2、关键技术（1）亚临界低分子化技术在亚临界状态下，通过水热反应、水蒸气爆破切断生物质有机物中不同的分子结合键，发生低分子化，产生小分子营养物质，选择性提取生化黄腐酸，解决高耗能技术瓶颈。
图1 亚临界水热反应生物质废弃物资源化利用工艺流程图（2）循环多段式加压爆破技术提取生物质中不同聚合度、不同耐热性的有机物，同时提高低分子化效率。
（3）固、液相物质一步式分离技术分离装置根据分子量大小不同，一步式分离出不同有效成分，且在分离过程中添加惰性气体等特殊处理，防止分离物被氧化或混入杂菌。
（4）微生物发酵、生物酶分解技术根据不同微生物以及生物酶的单一性，对经亚临界水热反应处理后的固、液相处理物经进一步低分子化处理成纳米级，提高肥效和生物活性。
3、工艺流程亚临界水热反应生物质废弃物资源化利用技术的工艺流程见图1。
将生物质投入亚临界水热反应装置，经亚临界水热反应处理后，并经一步式分离装置分离，产生固、液、气三相物质；固相物质通过微生物发酵进一步低分子化生成微纳米生物肥料；气相物质通过液化回收后与液相物质混合，再经生物酶分解，进一步低分子化生成植物叶面营养液、动物肠胃调理剂、氨氮吸收液、水质调节剂等。
用双室电解槽电催化降解玉米秸秆木质素
用双室电解槽电催化降解玉米秸秆木质素摘要：本次毕业设计实验探索了一种在碱性溶液中电催化氧化还原降解玉米秸秆木质素的方法，其中自制的Pb/PbO2板（电沉积法）作为阳极，铜板作阴极。
还测定玉米秸秆木质素的分子量和元素组成。
利用循环伏安法和阴极极化法检测Pb/PbO2电极和Cu电极在碱性玉米秸秆木质素溶液中的电化学性能，以此验证Pb/PbO2电极和Cu电极在该体系中具有电催化氧化和电催化还原的能力。
玉米秸秆木质素被电催化降解后，用正丁醇，乙酸乙酯两种有机溶剂萃取电解液中的降解产物，并通过GC-MS和GC对产物进行定性分析，共检测到多种化合物，其中此次实验重点研究4-甲氧基-3-甲基苯酚，阿魏酸和4-羟基苯甲酸异丁酯三种。
最后，小幅度改变NaOH溶液浓度、反应时间和电流密度等因素，并且由对降解产物的影响选择优异的反应条件。
关键词：玉米秸秆木质素双室电解槽降解电催化氧化电催化还原abstractThis graduation design experiment explored a method of electrocatalytic oxidation reduction of corn straw lignin in alkaline solution, in which Pb/PbO2 electrode prepared by electrodeposition method was used as anode and Cu electrode was used as cathode. The average molecular weight and elemental composition of corn stover lignin were determined by GPC and elemental analysis, respectively. The electrochemical performance of Pb/PbOelectrode2and Cu electrode in alkaline corn stalk lignin solution was tested by cyclicelectrode voltammetry and cathodic polarization method to verify that Pb/PbO2and Cu electrode have electrocatalytic oxidation in the system. And it’s electrocatalytic reduction. After the corn stover lignin was electrocatalytically degraded, the degradation products in the electrolyte were extracted with n-butanol, ethyl acetate two organic solvents, and the products were qualitatively analyzed by GC-MS and GC. Among these, the experiment focused on 4-methoxy-3-methylphenol, ferulic acid andisobutyl-4-hydroxybenzoate. Finally, the concentration of the NaOH solution, the reaction time and the current density were slightly changed, and excellent reaction conditions were selected by the action on the decomposition products.Keywords：Corn stalk lignin; double-chamber electrolytic cell degradation; electrocatalytic oxidation; electrocatalytic reduction目录1 引言........................................................ - 1 -1.1 木质素的简介.......................................... - 1 -1.2 木质素的降解方法...................................... - 4 -1.3 电催化降解有机物...................................... - 6 -电极的研究进展 .................................... - 7 -1.4 PbO21.5 析氢电极的概述........................................ - 8 -1.6 课题的研究内容目的及意义.............................. - 9 -2 实验部分................................................... - 10 -2.1 实验原料、试剂和仪器................................. - 11 -2.2 实验装置............................................. - 12 -2.3 木质素原料分析....................................... - 13 -2.4 电极的预处理和制备................................... - 14 -2.5 电极的电化学性能测试和表征........................... - 15 -2.6 电催化降解玉米秸秆木质素............................. - 15 -3 实验结果分析及条件优化..................................... - 19 -3.1 降解反应时间影响..................................... - 19 -3.2 降解反应电流密度影响................................. - 20 -3.3 降解反应碱液浓度影响................................. - 22 -结论........................................................ - 24 -参考文献................................................... - 25 -致谢............................................ 错误！未定义书签。
玉米秸秆制浆研究报告
玉米秸秆制浆研究报告
玉米秸秆是一种丰富的农业废弃物资源，利用其进行制浆可以有效地解决环境问题和经济问题。
本研究旨在探索玉米秸秆制浆的可行性和优化工艺方法。
首先，我们采用了物理和化学方法对玉米秸秆进行预处理。
物理方法包括研磨和筛分，以去除杂质和增加表面积。
化学方法则通过浸泡和酶解将玉米秸秆中的木质纤维素降解为可溶于制浆液中的糖类物质。
随后，我们对不同条件下的玉米秸秆制浆进行了实验。
在不同的碱液浓度、温度和时间条件下，我们发现碱液浓度为15%、温度为70摄氏度、反应时间为2小时的条件下制浆效果最佳。
在这一条件下，玉米秸秆制浆后得到的纸浆呈现出良好的纤维形态和纤维长度，并且具有较高的糖液得率。
进一步地，我们对玉米秸秆纸浆进行了性能测试。
结果表明，该纸浆的物理性能和强度指标与传统木浆相当，具有较好的可纺性和成型性。
同时，该纸浆对水和油的吸收性能也较好，可以应用于一些特殊用途领域。
最后，我们对玉米秸秆制浆工艺进行了经济性评估。
结果显示，与传统木浆制浆相比，玉米秸秆制浆的生产成本较低，且可以充分利用农业废弃物资源，具有较好的经济效益和环境效益。
综上所述，玉米秸秆制浆是一种可行的工艺方法，通过适当的预处理和优化的条件，可以得到具有良好纤维形态和性能的纸
浆产品。
此外，该工艺方法还具有较好的经济性和环境友好性，对于资源回收和废弃物处理具有重要意义。
碱处理对农作物秸秆中木质素含量的影响
碱处理对农作物秸秆中木质素含量的影响李雅丽;高锦红;王丽【摘要】Cellulose is a raw material to prepare super absorbentresin,cellulose content in crop straw is closely related to the water absorption rate of super absorbent resin.Because of coexistence of cellulose,hemicellulose,and lignin in crop straw,we should removed lignin and hemicellulose by alkali treatment in order to increase cellulose content in crop straw.In order to find a suitable raw material for preparing super absorbent resin,we determined lignin content in wheat straw,cotton straw,and corn stalk before and after alkali treatment by sulfuric acid method(Klason method).The results showed that lignin content in crop straw significantly reduced by alkali treatment.Before alkalitreatment,lignin content in wheat straw,cotton straw,and corn stalk were 15.97 ％,15.46 ％,and 19.34 ％,respectively,after alkali treatment,lignin content in wheat straw,cotton straw,and corn stalk were 8.31％,12.45％,and 1.85％,respectively,which reduced about 50％,20％,and90 ％,respectively.After alkali treatment,lignin content in corn straw reduced the most.Therefore corn straw is a suitable raw material for preparing super absorbent resin.%纤维素作为高吸水性树脂的制备原料,其在农作物秸秆中的含量与高吸水性树脂的吸水率密切相关.纤维素、半纤维素、木质素共存于农作物秸秆中,需通过碱处理除去木质素和半纤维素,以提高纤维素在农作物秸秆中的含量.为寻找合适的制备高吸水性树脂的原料,采用硫酸法(Klason法)测定了小麦秸秆、棉花秸秆和玉米秸秆碱处理前后的木质素含量.结果表明,碱处理可以显著降低农作物秸秆中木质素含量;未经碱处理的小麦秸秆、棉花秸秆、玉米秸秆中的木质素含量分别为15.97％、15.46％、19.34％,碱处理后的木质素含量分别为8.31％、12.45％、1.85％,较碱处理前分别减少了约50％、20％、90％;玉米秸秆中的木质素含量在碱处理后降低最明显,更适宜作为高吸水性树脂的制备原料.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2017(034)010【总页数】3页(P58-60)【关键词】木质素;农作物秸秆;碱处理【作者】李雅丽;高锦红;王丽【作者单位】陕西省煤基低碳醇转化工程研究中心,陕西渭南714099;渭南师范学院化学与材料学院,陕西渭南714099;渭南师范学院化学与材料学院,陕西渭南714099【正文语种】中文【中图分类】TQ353;TS210.1具有超强吸水性能的高吸水性树脂可分为3类：纤维素系、淀粉系和合成系，其中，纤维素系高吸水性树脂是以纤维素为底物通过化学反应制备得到的[1]。
一株木质素降解菌的筛选鉴定及其在堆肥中的应用
一株木质素降解菌的筛选鉴定及其在堆肥中的应用尹静;刘悦秋;于峰;蔡建超;刘天月【摘要】为提高农林废弃物堆肥中木质素的降解效率,促进堆肥腐熟,提高堆肥品质,研究筛选了一株高效木质素降解菌株,并应用于猪粪与枯枝落叶混合堆肥.研究结果表明,筛选菌株YZC3对木质素的降解率达到79.2％,可同时产生木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶,其中锰过氧化物酶活性最强,为16.4 U/mL.经形态学和ITS分子鉴定,确定YZC3其为粉红粘帚霉(Clonostachys rosea strain).将其应用于堆肥中,可延长高温持续天数6d和二次发酵天数3d,堆肥结束时T值降为0.59,而对照堆肥为0.86,显著促进了堆肥腐熟.YZC3还有助于提高堆肥产品中腐植酸含量,减少堆肥中全氮的损失,是一种极具应用价值的堆肥菌剂.【期刊名称】《中国土壤与肥料》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】7页(P179-185)【关键词】木质素降解菌;筛选;鉴定;堆肥【作者】尹静;刘悦秋;于峰;蔡建超;刘天月【作者单位】北京农学院园林学院,北京 102206;北京农学院园林学院,北京102206;北京农学院园林学院,北京 102206;北京农学院园林学院,北京 102206;北京农学院园林学院,北京 102206【正文语种】中文木质纤维素是地球上分布最广，含量最丰富的可再生高能聚合物，每年再生的木质纤维素折合成能量相当于人类年消耗能量的20倍［1］。
木质素主要存在于木材和秸秆中，是农林产业的主要副产物，每年全世界产量约1 500亿t，是储量巨大的潜在绿色资源［2］。
然而，目前全世界对农林废弃物的利用率却很低，每年因农林废物焚烧、填埋等造成巨大的环境污染和资源浪费［3］。
木质素是一类由5-羟基松柏醇、对香豆醇、芥子醇和松柏醇形成的酚类聚合物［4］，主要包围于管胞、导管和木纤维等纤维束细胞及厚壁细胞外［5］，由于它没有明确的结构，很难直接对其进行转化和利用，但可以通过降解将其转化为酚类化合物等低分子量的化合物，为资源转化和利用提供更多的可能［6］。