玉米秸秆蒸汽爆破降解产物的分析 被引量：55

1

作者 朱均均 勇强 +3 位作者 陈尚钘 徐勇 张晓萍 余世袁 《林产化学与工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期22-26,共5页

采用高效液相色谱(HPLC)和气质联用(GC-MS)色谱技术对玉米秸秆蒸汽爆破降解产物进行分析。玉米秸秆经蒸汽爆破预处理后,其纤维素、半纤维素和木质素降解损失分别为9.60%、47.98%和17.55%。采用HPLC对碳水化合物降解和分解产物定量分析,1... 采用高效液相色谱(HPLC)和气质联用(GC-MS)色谱技术对玉米秸秆蒸汽爆破降解产物进行分析。玉米秸秆经蒸汽爆破预处理后,其纤维素、半纤维素和木质素降解损失分别为9.60%、47.98%和17.55%。采用HPLC对碳水化合物降解和分解产物定量分析,100g玉米秸秆预处理后,产生甲酸2.10g、乙酸2.00g、乙酰丙酸0.10g、5-羟甲基糠醛0.08g和糠醛0.13g。采用GC-MS对木质素和提取物降解产物定性分析,共检测出14种芳香类化合物、22种脂肪酸类化合物和5种呋喃化合物。 展开更多

关键词 玉米秸秆 蒸汽爆破 降解产物 气质联用

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蒸汽爆破预处理对玉米秸秆化学组成及纤维结构特性的影响 被引量：32

2

作者 陈尚钘 勇强 +2 位作者 徐勇 朱均均 余世袁 《林产化学与工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第B10期33-38,共6页

研究了蒸汽爆破预处理对玉米秸秆化学组成变化及纤维素酶水解得率的影响,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱(IR)对玉米秸秆纤维结构特性进行了分析。结果表明,蒸汽爆破预处理对纤维素影响不显著,半纤维素含量大幅度降低... 研究了蒸汽爆破预处理对玉米秸秆化学组成变化及纤维素酶水解得率的影响,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱(IR)对玉米秸秆纤维结构特性进行了分析。结果表明,蒸汽爆破预处理对纤维素影响不显著,半纤维素含量大幅度降低,木质素含量也有所降低。纤维素酶水解得率随着爆破压力的增大和维压时间的延长而增加,当蒸汽压力为1.6MPa,维压时间9 min时所得固体渣经纤维素酶水解,得率最大为75.76%。蒸汽爆破预处理后玉米秸秆纤维表面和细胞壁受到不同程度的破坏,表面积增大,孔洞增加,纤维素的结晶度降低,有利于纤维素酶水解作用的进行。蒸汽爆破是一种有效的木质纤维预处理方法。 展开更多

关键词 玉米秸秆 蒸汽爆破 纤维素酶水解 化学组成 纤维结构

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前处理对玉米秸秆蒸汽爆破效果的影响 被引量：18

3

作者 王风芹 尹双耀 +2 位作者 谢慧 任天宝 宋安东 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期273-280,共8页

为提高纤维乙醇生产过程中秸秆的预处理效果,该文研究了水预浸和CaO前处理对蒸汽爆破和酶解糖化的影响,并利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X-射线衍射仪(XRD)及傅里叶红外光谱仪(FTIR)对其影响机制进行了分析。结果表明:玉米秸秆经30%水(... 为提高纤维乙醇生产过程中秸秆的预处理效果,该文研究了水预浸和CaO前处理对蒸汽爆破和酶解糖化的影响,并利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X-射线衍射仪(XRD)及傅里叶红外光谱仪(FTIR)对其影响机制进行了分析。结果表明:玉米秸秆经30%水(水料质量比30:100)预浸5d、经2%CaO(CaO与秸秆质量比2:100)处理3d或经30%水和2%CaO协同处理1d后再进行蒸汽爆破均可显著提高蒸汽爆破对木质素的降解,降解率由单独蒸汽爆破的20.6%分别提高到27.8%、35.1%和30.9%。玉米秸秆经3种复合预处理和酶解糖化后总糖浓度分别为3.81、3.59和3.46g/100mL,糖得率分别为42.2%、39.8%和38.3%,比单独蒸汽爆破预处理分别提高了23.7%、16.6%和12.3%。水预浸或CaO复合蒸汽爆破预处理后秸秆结构破坏严重,秸秆相对结晶度由单独蒸汽爆破的42.6%分别提高到47.0%和54.5%。水浸泡或CaO前处理可提高蒸汽爆破预处理效果和后期糖化效果,且所用试剂价格低廉,可以应用推广。 展开更多

关键词 蒸汽 水处理 糖 玉米秸秆 蒸汽爆破 复合预处理 CAO

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蒸汽爆破玉米秸秆提高酶解还原糖产率的研究 被引量：12

4

作者 宁欣强 王远亮 +2 位作者 曾国明 任慧卿 王珍 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期862-865,共4页

对玉米秸秆进行蒸汽爆破预处理,并对处理前后的玉米秸秆组分和结构进行了表征。酶解24 h的实验结果表明,与未处理秸秆相比,汽爆处理后样品的还原糖产率提高了97%。化学与物理分析结果表明,处理后物料半纤维素及可溶性物质质量分数减少,... 对玉米秸秆进行蒸汽爆破预处理,并对处理前后的玉米秸秆组分和结构进行了表征。酶解24 h的实验结果表明,与未处理秸秆相比,汽爆处理后样品的还原糖产率提高了97%。化学与物理分析结果表明,处理后物料半纤维素及可溶性物质质量分数减少,纤维素质量分数增加29.7%;X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）表明纤维素致密结构被破坏。预处理后物料酶解还原糖产率最高时汽爆工艺参数为：汽爆压力2.2 MPa,每克秸秆原料加入1 mL蒸馏水（简称液固比1 mL/g）,维压时间9 min,物料颗粒度4060目。 展开更多

关键词 玉米秸秆 蒸汽爆破 均匀设计 酶解 还原糖产率

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不同汽爆处理下玉米秸秆品质综合评价 被引量：11

5

作者 冉福 焦婷 +5 位作者 雷赵民 赵生国 高雪梅 李昌宁 秦伟娜 李雄雄 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期835-843,共9页

为缓解农牧交错地因天然草原破坏引起的饲草短缺、草畜平衡等问题,保证牛羊粗饲料的充足供给及畜牧业健康发展,本试验以玉米秸秆为原料,采用蒸汽爆破技术,通过调控汽爆腔压力和原料水分,对玉米秸秆进行汽爆处理。结果表明:蒸汽爆破处理... 为缓解农牧交错地因天然草原破坏引起的饲草短缺、草畜平衡等问题,保证牛羊粗饲料的充足供给及畜牧业健康发展,本试验以玉米秸秆为原料,采用蒸汽爆破技术,通过调控汽爆腔压力和原料水分,对玉米秸秆进行汽爆处理。结果表明:蒸汽爆破处理后玉米秸秆粗蛋白质(Crude protein,CP)、粗脂肪(Crude fat,EE)和单糖(Monosaccharide)等养分相对含量与未汽爆秸秆相比均明显增加;中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber,ADF)和酸性洗涤木质素(Acid detergent lignin,ADL)相对含量显著下降(P<0.05),康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系(Cornell Net Carbohydrate and Protein System,CNCPS)评价结果表明,蒸汽爆破处理能将玉米秸秆中慢速降解成分转化为快速降解成分;聚类分析结果表明,汽爆处理秸秆与原样营养相对含量之间差异显著,汽爆腔压力1.25 MPa,原料水分50%~60%最优;且与CNCPS体系评价基本一致。在汽爆腔压力1.25 MPa和原料水分50%~60%条件下,营养成分相对含量增加最为显著,为汽爆玉米秸秆预处理最佳条件。 展开更多

关键词 玉米秸秆 蒸汽爆破 汽爆腔压力 原料水分 CNCPS体系

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瞬间弹射蒸汽爆破联用化学法预处理玉米秸秆的组分和酶解分析 被引量：7

6

作者 刘黎阳 郝学密 +1 位作者 刘晨光 白凤武 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期4557-4563,共7页

以瞬间弹射蒸汽爆破(instant catapult steam explosion,ICSE)为基础,联用稀酸法、碱法、氨水法、有机溶剂法以及离子液体法进行预处理,对不同方法采用组分和酶解分析,以探索出一种绿色和高效的预处理方法。ICSE处理后的物料能够显著促... 以瞬间弹射蒸汽爆破(instant catapult steam explosion,ICSE)为基础,联用稀酸法、碱法、氨水法、有机溶剂法以及离子液体法进行预处理,对不同方法采用组分和酶解分析,以探索出一种绿色和高效的预处理方法。ICSE处理后的物料能够显著促进传统的化学预处理过程,其中ICSE与碱法联用预处理的糖收率最高,达到了77.54%,而ICSE与离子液体联用预处理后糖收率比单纯使用离子液体提高了7.78倍,达到了60.04%。选取ICSE与离子液体联用预处理过程作为最优预处理方法,并对其采用傅里叶-红外光谱、X射线晶体衍射和扫描电镜进行表征,经ICSE处理后玉米秸秆变得蓬松且不完整,半纤维素组分减少,促进离子液体对于纤维素的溶解;而与离子液体联用预处理后,物料纤维素和木质素相应官能团吸收峰增强,纤维素结晶构型由纤维素-Ⅰ型转变为纤维素-Ⅱ型,结晶指数降低。 展开更多

关键词 生物燃料 生物质 预处理 玉米秸秆 瞬间弹射蒸汽爆破:离子液体 酶解

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秸秆汽爆炼制木质素制备酚醛泡沫材料 被引量：7

7

作者 王冠华 陈洪章 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期901-910,共10页

以木质纤维素为原料的生物炼制不仅需要考虑到纤维素和半纤维素,同时也需要考虑到木质素的利用,以提高木质纤维素炼制的整体经济效益。利用汽爆处理的玉米秸秆为原料,通过优化碱提取的温度以及碱浓度,获得木质素得率较高,糖含量较少的... 以木质纤维素为原料的生物炼制不仅需要考虑到纤维素和半纤维素,同时也需要考虑到木质素的利用,以提高木质纤维素炼制的整体经济效益。利用汽爆处理的玉米秸秆为原料,通过优化碱提取的温度以及碱浓度,获得木质素得率较高,糖含量较少的提取液,同时该提取液经过浓缩后直接部分替代苯酚与甲醛反应制备酚醛泡沫。结果表明:当提取温度120℃,碱浓度1%,固液比1∶10,提取时间2 h,木质素的提取率达到79.67%。由该提取液替代苯酚制备的酚醛泡沫随着替代率的增加,其泡沫的密度逐渐增加,其压缩强度相对于纯酚醛泡沫也得到了提高。而木质素的加入并没有显著影响其热导率以及阻燃性能,同时由于其利用较为低廉的可再生资源木质素替代不可再生的苯酚原料,成本低,环保性好,具有更好的市场应用前景。采用木质素提液直接制备酚醛泡沫材料,工艺流程简单;增加了副产物木质素的经济价值,提高了整个木质纤维素炼制的经济性。 展开更多

关键词 玉米秸秆 汽爆炼制 碱提取 木质素应用 酚醛泡沫材料 性能表征

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响应面法优化水/醇处理后汽爆玉米秸秆酶解 被引量：6

8

作者 宁欣强 王远亮 曾国明 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期539-543,567,共6页

为了提高水/醇处理后汽爆玉米秸秆的酶解还原糖产率,对其酶解条件进行了优化。通过响应面优化法确定了底物质量浓度为53.28 g/L,纤维素酶用量为53.32 FPU/g,酶解时间为60.45 h时,还原糖产率可达672.36mg/g,与秸秆物料及汽爆后物料相比,... 为了提高水/醇处理后汽爆玉米秸秆的酶解还原糖产率,对其酶解条件进行了优化。通过响应面优化法确定了底物质量浓度为53.28 g/L,纤维素酶用量为53.32 FPU/g,酶解时间为60.45 h时,还原糖产率可达672.36mg/g,与秸秆物料及汽爆后物料相比,酶解还原糖产率分别提高了170.46%和28.97%。化学组分及结构形貌分析表明,汽爆水/醇处理后物料纤维素含量显著增加,物料相对结晶度增高,其结构更有利于纤维素酶分子的吸附。 展开更多

关键词 玉米秸秆 蒸汽爆破 响应面分析 酶解 生物工程

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蒸汽爆破玉米秸秆制取沼气与燃料乙醇的研究 被引量：4

9

作者 王许涛 李刚 李玲 《河南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期425-429,共5页

对玉米秸秆蒸汽爆破处理后制取沼气和燃料乙醇进行了试验.结果表明,玉米秸秆蒸汽爆破处理可显著提高沼气和乙醇产量,汽爆玉米秸秆常温和中温厌氧发酵条件下的最大产气量分别比对照提高了1.67倍和1.63倍,蒸汽爆破玉米秸秆的最大乙醇得率... 对玉米秸秆蒸汽爆破处理后制取沼气和燃料乙醇进行了试验.结果表明,玉米秸秆蒸汽爆破处理可显著提高沼气和乙醇产量,汽爆玉米秸秆常温和中温厌氧发酵条件下的最大产气量分别比对照提高了1.67倍和1.63倍,蒸汽爆破玉米秸秆的最大乙醇得率比对照提高了4.47倍.在对蒸汽爆破玉米秸秆厌氧发酵和乙醇发酵过程中的能量转换效率进行对比分析中发现,蒸汽爆破玉米秸秆厌氧发酵过程中的转化率最大仅为2013.29kJ·kg-1(常温)和3151.15kJ·kg-1(中温),远低于蒸汽爆破秸秆乙醇发酵过程中4225.88kJ·kg-1的最大能量转化率,这与乙醇发酵中添加了纤维素酶和木聚糖酶可以促进纤维素和中间产物转化有关. 展开更多

关键词 玉米秸秆 蒸汽爆破 厌氧发酵 乙醇发酵 能量转换效率

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基于响应面法优化玉米秸秆酶解条件 被引量：3

10

作者 任天宝 常娟 +3 位作者 康玉鹤 任秀娟 宋安东 张百良 《河南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期76-80,共5页

以蒸汽爆破玉米秸秆为原料,基于Box-Behnken试验设计,选取MgSO4、吐温80(Tween80)和牛血清白蛋白(BSA)作为酶解体系添加物,采用响应面法优化了玉米秸秆的酶解条件,并建立了数学模型.结果表明,在玉米秸秆酶解体系中,分别添加质量浓度为0.... 以蒸汽爆破玉米秸秆为原料,基于Box-Behnken试验设计,选取MgSO4、吐温80(Tween80)和牛血清白蛋白(BSA)作为酶解体系添加物,采用响应面法优化了玉米秸秆的酶解条件,并建立了数学模型.结果表明,在玉米秸秆酶解体系中,分别添加质量浓度为0.62 mg.g-1 MgSO4(底物),53.0 mg.g-1 Tween80(底物),0.48 mg.g-1 BSA(底物),48 h糖化后,还原糖质量浓度从60.05 g.L-1提高到73.64 g.L-1,比对照提高了22.63%,糖化率质量分数达到理论值的85.38%,并验证了数学模型的有效性,获得较高的还原糖质量浓度.表明添加适量的化学物质,可以显著提高还原糖质量浓度. 展开更多

关键词 玉米秸秆 蒸汽爆破 化学物质 酶解 响应面法

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洗涤模式对蒸汽爆破玉米秸秆脱毒的影响 被引量：2

11

作者 张南南 赖晨欢 +4 位作者 李鑫 朱均均 张管星 余世袁 勇强 《林产化学与工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期32-36,共5页

采用3种洗涤模式对蒸汽爆破预处理玉米秸秆进行脱毒,研究了其酶水解液的乙醇发酵性能,比较了不同用水量下逆流洗涤蒸汽爆破玉米秸秆酶水解液的乙醇发酵性能。结果表明,逆流洗涤脱除主要发酵抑制物的效果最好,批式分次洗涤效果次之,批式... 采用3种洗涤模式对蒸汽爆破预处理玉米秸秆进行脱毒,研究了其酶水解液的乙醇发酵性能,比较了不同用水量下逆流洗涤蒸汽爆破玉米秸秆酶水解液的乙醇发酵性能。结果表明,逆流洗涤脱除主要发酵抑制物的效果最好,批式分次洗涤效果次之,批式洗涤效果最差,3种洗涤方式对主要发酵抑制物乙酸的脱除率分别为100%、92.27%和77.66%。蒸汽爆破玉米秸秆经固液比1:7.5(g:mL)逆流洗涤、酶水解和水解糖液浓缩后被酿酒酵母发酵24 h,糖利用率97.58%,乙醇得率93.74%。 展开更多

关键词 洗涤 脱毒 乙醇 玉米秸秆 蒸汽爆破

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汽爆秸秆对磷矿粉溶解作用及其溶解残渣对小麦生长的影响 被引量：2

12

作者 刘菲菲 王岚 +1 位作者 李佐虎 陈洪章 《生物质化学工程》 CAS 北大核心 2020年第4期23-29,共7页

为探究生物质对磷矿粉的溶解作用,以玉米秸秆为原料,利用蒸汽爆破(汽爆)技术释放有机酸,在高温水热条件下溶解磷矿粉并制备含磷腐殖酸。通过实验对汽爆秸秆溶解磷矿粉工艺进行了探究及优化,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜... 为探究生物质对磷矿粉的溶解作用,以玉米秸秆为原料,利用蒸汽爆破(汽爆)技术释放有机酸,在高温水热条件下溶解磷矿粉并制备含磷腐殖酸。通过实验对汽爆秸秆溶解磷矿粉工艺进行了探究及优化,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线荧光光谱(XRF)进行分析和表征。研究结果表明:15 g汽爆秸秆与1 g磷矿粉以及75 mL水在170℃、加入10%CaCl2的条件下,反应3 h的溶磷量为1.46 mg/g(以秸秆质量计,下同)。加入与磷矿粉相同质量的NaHSO4后可使体系pH值降低至2,pH值的降低是磷溶出的关键因素,溶磷量提高为13.10 mg/g。溶磷后的秸秆制备腐殖酸作为小麦盆栽肥料,用量0.2%时,小麦株高、根长、叶绿素含量和相对电导率均显著高于空白组。 展开更多

关键词 玉米秸秆 蒸汽爆破 磷矿粉 溶解 腐殖酸

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玉米秸秆瞬间蒸汽爆破预处理的回归优化和结构分析 被引量：2

13

作者 刘黎阳 刘晨光 +3 位作者 孜力汗 白凤武 徐友海 胡世洋 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2014年第6期686-690,共5页

采用响应面法回归分析优化瞬间蒸汽爆破预处理玉米秸秆过程,研究了汽爆压强、维压时间以及填料量三因素对酶解糖产率的影响,基于Box-Behnken设计,分析并获得了一个二阶线性方程模型,能够较好地拟合实验值。获取的最优条件为汽爆压强3.5M... 采用响应面法回归分析优化瞬间蒸汽爆破预处理玉米秸秆过程,研究了汽爆压强、维压时间以及填料量三因素对酶解糖产率的影响,基于Box-Behnken设计,分析并获得了一个二阶线性方程模型,能够较好地拟合实验值。获取的最优条件为汽爆压强3.5MPa,维压时间50s,填料量60g,此时糖产率达到54.37%,相比于未处理物料,其糖化率提高了1.88倍。采用扫描电镜、X射线衍射分析以及傅里叶红外光谱对处理前后的物料进行结构和组分分析,与未处理的物料相比,处理后的物料结晶度明显降低,颗粒度减小,可及度显著提高。 展开更多

关键词 预处理 玉米秸秆 瞬间蒸汽爆破 回归优化 结构分析

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玉米秸秆汽爆料生产纤维素酶

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作者 王蓓 陈吉宝 +2 位作者 阎振丽 赵子高 李超 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期182-187,共6页

为了降低纤维乙醇生产过程中纤维素酶成本,以高产纤维素酶里氏木霉TGC521为生产菌株,玉米秸秆汽爆料为碳源,对纤维素酶的发酵工艺进行优化研究。在单因素试验基础上,利用Box-Behnken设计和响应面方法对培养基配方进行优化,并研究了溶氧... 为了降低纤维乙醇生产过程中纤维素酶成本,以高产纤维素酶里氏木霉TGC521为生产菌株,玉米秸秆汽爆料为碳源,对纤维素酶的发酵工艺进行优化研究。在单因素试验基础上,利用Box-Behnken设计和响应面方法对培养基配方进行优化,并研究了溶氧、还原糖等工艺参数对发酵产酶的影响以及所产纤维素酶的应用。结果表明,玉米秸秆汽爆料对产酶影响最大,其次为玉米浆。优化培养基配方为:玉米秸秆汽爆料38.6 g/L、(NH_(4))_(2)SO_(4)4.8 g/L、玉米浆29.7 g/L、麸皮5.3 g/L、KH_(2)PO_(4)1.0 g/L、MgSO_(4)0.5 g/L。在溶氧浓度20%~30%、还原糖含量2.0~3.0 g/L、发酵时间144 h条件下,纤维素酶活力达到39.0 U/mL。进一步利用生产的纤维素酶进行原位糖化,低酶载量条件下纤维素转化率达85%以上。 展开更多

关键词 纤维乙醇 玉米秸秆汽爆料 纤维素酶 补料发酵 原位水解糖化

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离子液体[BMIM]Cl处理汽爆活化玉米秸秆及酶解

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作者 曾国明 宁欣强 +2 位作者 王远亮 张茂兰 林福春 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期857-860,936,共5页

为了提高玉米秸秆酶解还原糖产率,利用蒸汽爆破法活化玉米秸秆原料,并利用离子液体[BMIM]Cl进行处理,考察了汽爆压力和维压时间对处理后物料酶解还原糖产率的影响。结果表明,汽爆压力2.6 MPa,维压时间90 s下汽爆活化秸秆原料,[BMIM]Cl... 为了提高玉米秸秆酶解还原糖产率,利用蒸汽爆破法活化玉米秸秆原料,并利用离子液体[BMIM]Cl进行处理,考察了汽爆压力和维压时间对处理后物料酶解还原糖产率的影响。结果表明,汽爆压力2.6 MPa,维压时间90 s下汽爆活化秸秆原料,[BMIM]Cl处理后,酶解24 h后还原糖产率较汽爆活化后物料提高了84.03%,较原料提高了286.83%。秸秆化学组分分析表明,[BMIM]Cl处理后物料纤维素质量分数增加了64.86%,X射线衍射(XRD)与扫描电镜(SEM)分析表明,其晶形结构转变为无定形结构,更有利于纤维素酶与底物作用。说明汽爆活化[BMIM]Cl处理能显著提高玉米秸秆的酶解还原糖产率。 展开更多

关键词 玉米秸秆 蒸汽爆破 活化 离子液体 酶解 生物工程

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