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木质纤维素原料的预处理

  木质纤维素原料来源广泛,是储量丰富的可再生资源。近年来,利用木质纤维素制备燃料乙醇新能源备受国内外专家学者的关注。今天小编来为大家介绍一下木质纤维素原料的预处理。
  1、碱处理:碱处理法是利用木质素能溶解于碱性溶液的特点,用稀NaOH或NH3溶液处理生物质原料,使其中的木质素结构破坏,从而便于酶水解的进行。氢氧化钠可以起到脱木素、润涨纤维素的作用。尽管这种处理对提高原料的降解效果较好,但由于氢氧化钠的消耗量大,在碱处理过程中还有部分半纤维素被损失,所以不太适用于大规模生产。
  2、酸处理:稀酸预处理通常采用0.3%~1.2%的硫酸,在110~220℃下处理一定时间。由于半纤维素易被水解成单糖,纤维残渣形成多孔或溶涨型结构,从而促进了酶解效果。虽然半纤维素用热水处理时也会溶出,但反应速度远小于稀酸催化剂存在的情况。稀酸的脱木质素作用较弱,0.1%的酸的木质素脱除率只有22%,但半纤维的溶出率高,在酸浓度为0.2%时,酶解率可提高到大于90%,远比氨处理效果好,说明半纤维素的有效溶出比木素的脱除更有利于纤维素的酶解。
  3、氧化剂:氧化法主要是用过氧化氢进行氧化脱木质素的反应,从而达到破坏天然植物纤维的物理结构的目的。pH值是影响反应的重要条件,在碱性条件下,可在80~90℃低温下反应,但在酸性条件下,要达到同样的氧化裂解木质素的效果,就需在130~160℃条件下,Gould等以H2O2为氧化剂,控制pH值在11.2~11.8的范围,可部分脱除木质素,并降低纤维素的结晶度,过程中产生的抑制酶解过程的毒素较少。
  常用于降解木质素的真菌是木腐菌,通常是白腐菌、褐腐菌和软腐菌,其中软腐菌的木质素分解能力很低,褐腐菌只能改变木质素的性质,而不能分解木质素,只有白腐菌分解木质素的能力较强。用白腐菌预处理纤维素较省能,还可以得到有价值的副产物——SCP(单细胞蛋白),成本低,经济效益好,并且由于反应条件温和,副反应和抑制性产物少。
  小编:AL
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