删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

Fenton联合微波/超声波预处理凤眼莲和甘蔗渣及其酶解产糖工艺

本站小编 Free考研考试/2021-12-31

张超奇1,2,,
张丽苑1,
周文兵1,2,
冯伟1,
肖凯1,
杨庆1,2
1.华中农业大学资源与环境学院生态与环境工程研究室,武汉430070
2.生猪健康养殖湖北省协同创新中心,武汉430070
基金项目: 中央高校基本科研业务费专项(2662017JC018,2015BQ013)
国家重点研发计划(2017YFD0800804-01)
淡水生态与生物技术国家重点实验室开放课题(2016FB19)




Fenton combined with microwave/ultrasonic pretreatment of Eichhornia crassipes and sugarcane bagasse and their sugar production by enzymatic hydrolysis

ZHANG Chaoqi1,2,,
ZHANG Liyuan1,
ZHOU Wenbing1,2,
FENG Wei1,
XIAO Kai1,
YANG Qing1,2
1.Lab of Eco-Environmental Engineering Research, College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China
2.Cooperative Innovation Center of Hubei Province for Sustainable Pig Production, Wuhan 430070, China

-->

摘要
HTML全文
(0)(0)
参考文献(25)
相关文章
施引文献
资源附件(0)
访问统计

摘要:选取凤眼莲和甘蔗渣为代表性木质纤维素,以Fenton联合微波/超声波的化学-物理方法,对2种生物质进行预处理,并进行基质化学组分和基质特性、酶解产糖特性及其相互关系研究。对凤眼莲来说,最佳的Fenton-微波预处理为420 W 微波预处理3 min+Fenton预处理,预处理后基质的72 h酶解还原糖产率为33.18%;最佳的Fenton-超声波预处理是360 W超声波预处理40 min+Fenton预处理,预处理后基质的72 h酶解还原糖产率为32.61%。甘蔗渣最佳预处理条件分别为:420 W微波预处理3 min+Fenton预处理和480 W超声波预处理50 min+Fenton预处理,预处理后基质的72 h酶解还原糖产率分别为26.47%和24.05%。预处理后样品的保水值相比原料均有提高,纤维素和半纤维素的含量之和也有提高,两者与生物质样品的预处理强度及72 h酶解还原糖产率呈正相关,但预处理前后生物质的结晶度指数与72 h酶解还原糖产率并无明显相关。
关键词: 凤眼莲/
甘蔗渣/
Fenton/
微波/
超声波/
酶解产糖

Abstract:Eichhornia crassipes and sugarcane bagasse which were selected as two kinds of typical lignocellulose, were subjected to Fenton reagent combined with microwave/ultrasonic pretreatment. The chemical composition, structural characteristics of the substrate before and after pretreatment, together with the sugar production properties by enzymatic hydrolysis of the substrate were investigated. And the relationships between substrate properties and sugar production properties were analysed. For Eichhornia crassipes, the optimum Fenton-microwave pretreatment was microwave of 420 W pretreating for 3 min followed by Fenton process. Under this pretreatment, the highest reducing sugar yield of 33.18% could be obtained at enzymatic hydrolysis time of 72 h. The optimum Fenton-ultrasonic pretreatment was ultrasonic wave of 360 W pretreating for 40 min combined with Fenton pretreatment. Under this pretreatment, the highest reducing sugar yield of 32.61% could be obtained at enzymatic hydrolysis time of 72 h. For sugarcane bagasse, the optimum pretreatments were microwave of 420 W pretreating for 3 min followed by Fenton pretreatment and ultrasonic wave of 480 W pretreating for 50 min combined with Fenton pretreatment, respectively. Under these pretreatments, the reducing sugar yields at enzymatic hydrolysis of 72 h were 26.47% and 24.05%, respectively. Compared with those of raw materials, the water retention values, the sum contents of cellulose and hemicellulose of biomass samples after pretreatment all increased, and both were positively correlated to the pretreatment intensity and 72 h reducing sugar yield by enzymatic hydrolysis. However, the crystallinity index (CrI) of biomass before and after the pretreatment had no significant correlation with the 72 h reducing sugar yield by enzymatic hydrolysis.
Key words:Eichhornia crassipes/
sugarcane bagasse/
Fenton/
microwave/
ultrasonic/
sugar production by enzymatic hydrolysis.

加载中
[1] 李晓西.世界能源新形势及我们的战略[J].价格理论与实践,2013(8):9-12
[2] 刘洪斌.燃料乙醇非粮化:我国发展纤维乙醇的挑战与对策[J].生物加工过程,2008,6(1):7-11
[3] HERBERT G M J, KRISHNAN A U.Quantifying environmental performance of biomass energy[J].Renewable & Sustainable Energy Reviews,2016,9:292-308
[4] CAO X, ZHONG L, PENG X, et al.Comparative study of the pyrolysis of lignocellulose and its major components: Characterization and overall distribution of their biochars and volatiles[J].Bioresource Technology,2014,5(4):21-27
[5] HENDRIKS A, ZEEMAN G.Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass[J].Bioresource Technology,2009,0(1):10-18
[6] 罗影龄,薛智权,易炜林,等.离子液体预处理生物质提高糖化产率[J].应用化学,2014,1(1):54-60
[7] 周文兵,谭良峰,刘大会,等.凤眼莲及其资源化利用研究进展[J].华中农业大学学报,2005,24(4):423-428
[8] 高星超,盛家荣,赵星华.甘蔗渣的研究进展[J].广西师范学院学报(自然科学版),2007,4(4):100-105
[9] 梁杰珍,陈小鹏,王琳琳,等.蔗渣(髓)水解制备生物乙醇的研究进展[J].广西科学,2015,2(1):71-77
[10] JAIN P,VIGNESHWARAN N.Effect of Fenton’s pretreatment on cotton cellulosic substrates to enhance its enzymatic hydrolysis response[J].Bioresource Technology,2012,3(1):219-226
[11] MAMAEVA A, TAHMASEBI A, TIAN L, et al.Microwave-assisted catalytic pyrolysis of lignocellulosic biomass for production of phenolic-rich bio-oil[J].Bioresource Technology,2016,1:382-389
[12] LI W, LIU Q, MA Q, et al.A two-stage pretreatment process using dilute hydrochloric acid followed by Fenton oxidation to improve sugar recovery from corn stover[J].Bioresource Technology,2016,9:753-756
[13] ZHANG T, ZHU M J.Enhancing enzymolysis and fermentation efficiency of sugarcane bagasse by synergistic pretreatment of Fenton reaction and sodium hydroxide extraction[J].Bioresource Technology,2016,4:769-777
[14] ELGHARBAWY A A, ALAM M Z, MONIRUZZAMAN M, et al.Ionic liquid pretreatment as emerging approaches for enhanced enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass[J].Biochemical Engineering Journal,2016,9:252-267
[15] LIN L,YAN R,LIU Y,et al.In-depth investigation of enzymatic hydrolysis of biomass wastes based on three major components: cellulose, hemicellulose and lignin[J].Bioresource Technology,2010,1(21):8217-8223
[16] 王林风,程远超.硝酸乙醇法测定纤维素含量[J].化学研究,2011,2(4):52-55
[17] 张红漫,郑荣平,陈敬文,等.NREL法测定木质纤维素原料组分的含量[J].分析试验室,2010,9(11):15-18
[18] 陈杨梅,万金泉,马邕文,等.湿压榨过程对植物纤维性能的影响[J].造纸科学与技术,2015,4(2):22-25
[19] 林国良,刘敏毅,陈庆华.桐壳纤维预处理及可及度的表征[J].福建工程学院学报,2016,4(4):356-361
[20] 张华锋.纤维素酶研究进展[J].现代农业科学,2009,6(6):25-26
[21] 田翔,乔治军,王君杰.糜子中还原糖含量测定方法的对比研究[J].天津农业科学,2015,1(10):7-10
[22] 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,2007,8(16):3000-3011
[23] GABHANE J, WILLIAM S P, VAIDYA A N, et al.Solar assisted alkali pretreatment of garden biomass: Effects on lignocellulose degradation, enzymatic hydrolysis, crystallinity and ultra-structural changes in lignocellulose[J].Waste Management,2015,0:92-99
[24] SCALA F, CHIRONE R.An SEM/EDX study of bed agglomerates formed during fluidized bed combustion of three biomass fuels[J].Biomass & Bioenergy,2008,2(3):252-266
[25] 李莉,姜涛,周文兵,等.3种化学预处理下水葫芦和甘蔗渣的酶解产糖[J].华中农业大学学报,2015,4(4):66-72



加载中


Turn off MathJax -->
WeChat 点击查看大图

计量

文章访问数:637
HTML全文浏览数:373
PDF下载数:212
施引文献:0
出版历程

刊出日期:2018-01-14




-->








Fenton联合微波/超声波预处理凤眼莲和甘蔗渣及其酶解产糖工艺

张超奇1,2,,
张丽苑1,
周文兵1,2,
冯伟1,
肖凯1,
杨庆1,2
1.华中农业大学资源与环境学院生态与环境工程研究室,武汉430070
2.生猪健康养殖湖北省协同创新中心,武汉430070
基金项目: 中央高校基本科研业务费专项(2662017JC018,2015BQ013) 国家重点研发计划(2017YFD0800804-01) 淡水生态与生物技术国家重点实验室开放课题(2016FB19)
关键词: 凤眼莲/
甘蔗渣/
Fenton/
微波/
超声波/
酶解产糖
摘要:选取凤眼莲和甘蔗渣为代表性木质纤维素,以Fenton联合微波/超声波的化学-物理方法,对2种生物质进行预处理,并进行基质化学组分和基质特性、酶解产糖特性及其相互关系研究。对凤眼莲来说,最佳的Fenton-微波预处理为420 W 微波预处理3 min+Fenton预处理,预处理后基质的72 h酶解还原糖产率为33.18%;最佳的Fenton-超声波预处理是360 W超声波预处理40 min+Fenton预处理,预处理后基质的72 h酶解还原糖产率为32.61%。甘蔗渣最佳预处理条件分别为:420 W微波预处理3 min+Fenton预处理和480 W超声波预处理50 min+Fenton预处理,预处理后基质的72 h酶解还原糖产率分别为26.47%和24.05%。预处理后样品的保水值相比原料均有提高,纤维素和半纤维素的含量之和也有提高,两者与生物质样品的预处理强度及72 h酶解还原糖产率呈正相关,但预处理前后生物质的结晶度指数与72 h酶解还原糖产率并无明显相关。

English Abstract






--> --> --> 参考文献 (25)
相关话题/微波 生物 化学 华中农业大学 生态

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 微生物菌剂复配及强化厨余垃圾好氧堆肥效果分析
    周营1,,朱能武1,2,3,刘博文1,张太平1,2,31.华南理工大学环境与能源学院,广州5100062.工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室,广州5100063.固体废物处理与资源化广东省环境保护重点实验室,广州510006基金项目:国家自然科学基金资助项目(31272482)教育部新世纪 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 植物所科研人员在高寒草地土壤微生物群落构建及残体碳分布方面取得新进展
    作为生物地球化学循环的“引擎”,土壤微生物在调节土壤肥力、植物生长和气候变化等方面起着关键作用。特别是,作为土壤稳定碳库的重要组成部分,微生物残体碳占土壤有机碳的比例可达50%以上。因此,阐明土壤微生物的群落构建机制及其残体碳的关键调控因素有助于深入认识土壤生态功能及其对全球变化的响应。然而,目前仍 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 植物所科研人员在植物代间可塑性的生态适应性机制研究中取得新进展
    表型可塑性是生物体应对快速变化环境的重要适应机制。其中,母体效应是一种特殊的表型可塑性,是指母体所经历的环境修饰子代植株的表型及其对环境适应性的现象,这种代间的可塑性可能是缓冲后代免受环境胁迫的有效方式。近年来,对母体环境效应的研究已成为环境变化背景下植物生态适应机制和生活史对策研究的新热点。然而, ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 植物所科研人员等合作在亚洲生物多样性和固碳能力协同保护规划研究中获重要进展
    2021年10月即将在中国召开《生物多样性公约》第15次缔约方大会,审议并通过2020年后全球生物多样性框架(Global Biodiversity Framework,GBF)、确定2030年全球生物多样性新目标。GBF预稿提出了到2030年保护30%陆地和海洋面积的全球目标,然而,中国及亚洲周边 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 植物所科研人员发现生物钟协调水稻抽穗期和盐胁迫适应的新机制
    盐胁迫是影响水稻等粮食作物产量的主要非生物胁迫因子之一。近年来,由于不合理的农业灌溉及全球气候变暖所致的海水倒灌,导致土壤盐碱化问题日益严重。挖掘耐盐高产的水稻品种,有助于扩大水稻的种植面积,提高作物产量。植物生物钟可以感知并整合外界环境信号,在调节植物生长发育以及胁迫响应的过程中起到关键作用,然而 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 植物所科研人员揭示冻土融化背景下的生态系统碳-磷交互作用
    作为植物生长的限制因素,土壤养分可利用性会调控陆地生态系统碳循环对全球变化的响应。特别是在冻土融化背景下,土壤养分可利用性对生态系统碳循环关键过程的调节作用在很大程度上决定着生态系统碳循环对气候变暖反馈关系的方向与强度。因此,冻土生态系统碳-氮-磷交互作用近年来逐渐引起学术界重视。然而,以往的研究主 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 植物所科研人员揭示氮输入背景下碳限制对土壤微生物活性调控的新机制
    氮素增加条件下,土壤酸化和碳限制是微生物活性降低的重要因素。然而,二者对微生物活性降低的相对重要性及相关机制尚不明确。  中科院植物所韩兴国研究组与合作者利用典型草原长期氮添加实验平台,结合添加葡萄糖和石灰的土壤培养实验,通过对微生物生物量和呼吸的分析,对比研究了微生物对土壤可利用性碳和pH变化的响 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 植物所科研人员揭示矿物保护和微生物属性对冻土碳动态的关键调控作用
    冻土区“增温快、碳储量大”的特点使其成为气候变化的敏感区和脆弱区,冻土碳循环与气候变暖之间的反馈关系也因此成为全球变化研究群体广泛关注的焦点话题。然而,目前学术界对冻土碳动态的认识仍存在很大不确定性,不同模型预测的冻土碳损失相差近9倍(74-652 Pg C;1 Pg = 1015g)。作为调节碳- ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 植物所科研人员揭示植物与微生物群落β多样性对氮沉降响应机制的差异
    植物与土壤微生物群落相互关联、互相影响。环境变化将可能改变长期演化形成的植物-微生物群落结构,从而对生态系统多样性及功能产生深远的影响。以氮沉降为例,氮沉降上升严重威胁着陆地生态系统的生物多样性。已有研究表明氮沉降造成植物和微生物物种丧失(α多样性的下降),群落结构(β多样性)发生改变。然而,关于氮 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 植物所科研人员与河南大学合作发现植物生物钟的新调控因子
    为了适应地球自转引起的环境周期性变化,地球上几乎所有真核生物都进化出了内源计时器——生物钟,它可以维持细胞内近24小时的基因表达节律性以适应环境中光温因子的昼夜动态变化。生物钟参与调控植物体内几乎所有的生长发育和代谢过程,如光周期依赖的开花时间、发育、叶片衰老,以及植物对生物与非生物胁迫的响应等。因 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31