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木質纖維素的預處理方法有哪些?

作者:admin 發布日期:2020-04-14

     由木質纖維素的組成和結構可以知道,影響纖維素糖化分解的主要因素有木質素和半纖維素的保護作用,纖維素的結晶度、聚合度、有效比表麵積、內部孔隙大小及分布等,要直接對纖維素進行糖化水解或生物轉化是相當困難的。因此,無論采取何種工藝分解利用纖維素,都必須首先對纖維素原料進行預處理,其目的是降低纖維素的聚合度、結晶度,破壞木質素、半纖維素的結合層,脫去木質素,增加有效比表麵積。下麵草莓视频应用下载就來簡單的介紹一下木質纖維素原料的預處理的方法有哪些。

  1、堿處理。堿處理法是利用木質素能溶解於堿性溶液的特點,用稀NaOH或NH3溶液處理生物質原料,使其中的木質素結構破壞,從而便於酶水解的進行。氫氧化鈉可以起到脫木素、潤漲纖維素的作用。盡管這種處理對提高原料的降解效果較好,但由於氫氧化鈉的消耗量大,在堿處理過程中還有部分半纖維素被損失,所以不太適用於大規模生產。

  2、酸處理。稀酸預處理通常采用0.3%~1.2%的硫酸,在110~220℃下處理一定時間。由於半纖維素易被水解成單糖,纖維殘渣形成多孔或溶漲型結構,從而促進了酶解效果。雖然半纖維素用熱水處理時也會溶出,但反應速度遠小於稀酸催化劑存在的情況。稀酸的脫木質素作用較弱,0.1%的酸的木質素脫除率隻有22%,但半纖維的溶出率高,在酸濃度為0.2%時,酶解率可提高到大於90%,遠比氨處理效果好,說明半纖維素的有效溶出比木素的脫除更有利於纖維素的酶解。

  3、氧化劑。氧化法主要是用過氧化氫進行氧化脫木質素的反應,從而達到破壞天然植物纖維的物理結構的目的。pH值是影響反應的重要條件,在堿性條件下,可在80~90℃低溫下反應,但在酸性條件下,要達到同樣的氧化裂解木質素的效果,就需在130~160℃條件下,Gould等以H2O2為氧化劑,控製pH值在11.2~11.8的範圍,可部分脫除木質素,並降低纖維素的結晶度,過程中產生的抑製酶解過程的毒素較少。

  常用於降解木質素的真菌是木腐菌,通常是白腐菌、褐腐菌和軟腐菌,其中軟腐菌的木質素分解能力很低,褐腐菌隻能改變木質素的性質,而不能分解木質素,隻有白腐菌分解木質素的能力較強。用白腐菌預處理纖維素較省能,還可以得到有價值的副產物——SCP(單細胞蛋白),成本低,經濟效益好,並且由於反應條件溫和,副反應和抑製性產物少。

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