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木糖渣的有机溶剂预处理及酶解性能军,姚兰,赵建,李雪芝,曲音波%,妫瑀.%.%.第卷第期岳蕉ù笱⑸锛际豕抑氐闶笛槭遥蕉ḿ媚摘要:木糖渣是玉米芯经稀酸处理提取木糖后的残余物,一般作为燃料焚烧以提供部分热能。由于其含有丰富的纤维素组分,故可通过生物转化来生产多种化工产品,但残渣中大量木素的存在严重抑制了纤维素酶的水解效率。采用一些有机溶剂预处理可将部分木素溶出,因而可改善物料的酶解性能。采用乙醇对木糖渣进行预处理,研究了预处理条件缥露取⑹奔洹⒐桃罕鹊对木糖渣化学组分和纤维素酶解转化率的影响,并与玉米秸秆和玉米芯等进行了对比。结果表明预处理降低了木糖渣的木素含量,在固液柿浚寤比、处理时,木素脱除率为.%,预处理后木糖钡南宋刈;蚀锏ィ仍ご砬疤岣ァQ芯炕狗⑾郑肽咎窃啾龋谢剂乙醇更适合用于玉米芯和玉米秸秆酶解前的预处理。关键词:木糖渣;预处理;有机溶剂;木素;纤维素酶解文献标志码:,化工学报年月液中乙醇浓度%寤、预处理温度妗⒃:文章编号:———琘。:,,篶;;籰籩—收到初稿,一—收到修改穑。联系人;赵建。曲音波。第一作者:岳军,男。硕士研究生。基金项目:国家重点基础研究发展计划项目国家自然科学基金项目屎献飨钅—...琙,,,,,.;.。:——.:.:
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实验材料与方法引言目前世界经济社会的发展仍严重依赖化石能源,随着对化石能源如煤炭、石油等的过度开发,致使资源日趋枯竭,同时大量排放的二氧化碳也导致了严重的温室效应。寻找并开发新型的可替代能源和资源,减少人类社会对传统化石能源的依赖,已成为国际上的共识。其中资源丰富、来源广泛并且可再生的生物质材料被认为将在缓解七述能源和资源危机以及减少二氧化碳排放方面发挥重要的作用【蚸。利用木质纤维素原料,通过生物转化生产出人类需要的能源缛剂弦掖嫉和各种化工产品已成为国际上研究的热点,并日益受到多个国家和政府的霞视。在木质纤维素材料的生物转化过程中,利用纤维素酶将纤维素降解成可发酵糖是重要的一个步骤,但由于天然木质纤维素的结构和组分复杂,直接进行酶解转化纤维素的转化率很低,普遍认为对木质纤维素材料进行预处理是提高酶解效率的必要步骤。已报道的预处理方法有物理、化学、物理化学和生物等多种方法,或上述方法的组合。在众多已研究的预处理方法中,采用有机溶剂乙醇对木质纤维素材料进行预处理是其中重要的一种。由于有机溶剂乙醇处理能部分脱除木质纤维素材料中的木素,从而部分消除木素组分对纤维素酶的抑制和无效吸附,因此可以改善纤维素材料的酶解效率,获得高的纤维素转化率4送猓梅椒ǖ挠诺慊乖于预处理后有机溶剂可以回收并重复使用,同时有机溶剂乙醇溶出的木素与碱法预处理时溶出的碱木素相比,木素变性少、分子量较均一且木素中的活性基团多,容易被进一步改性加工成其他高附加值产品。此外,有机溶剂乙醇预处理过程中半纤维素的降解产物糠醛、乙酸等也可以分离出来作为产品出售。目前,有机溶剂处理已被用于木质纤维素材料的分馏、工业化纸浆生产等。采用该方法可望实现木质纤维素材料中纤维素、半纤维素和木素等组分之间的有效分离,从而真正实现木质纤维素材料的生物炼制利用稀酸处理玉米芯生产木糖类产品是目前国内大多数相关企业普遍采用的工艺,在提取木糖后剩余的大量固体残渣咎窃一般作为燃料焚烧,提供部分生产过程需要的热能。由