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玉米芯水热预处理条件优化及木质素的结构表征 - 环境工程学报
第 卷 第 期 环 境 工 程 学 报
年 月
玉米芯水热预处理条件优化
及木质素的结构表征
郭晓亚 张 莉 舒思韬 王 征
上海大学环境与化学工程学院 上海
摘 要 利用基于 因素 水平的 设计响应曲面实验研究了添加干冰为辅助介质的水热预处理条件
预处理温度预处理时间以及辅助介质添加量这 个因素以及这 个因素中两两交互作用对木质素含量的影响并对水热
预处理条件进行了优化 并采用 固体核磁波谱和红外光谱分析了木质素的结构变化 根据方差分析
辅助介质添加量对木质素含量的影响最为显著其次是预处理时间预处理温度的影响最弱 以木质素含量最小为目标
根据二元回归方程预测出最佳的预处理条件为温度 时间 辅助介质添加量在最优条件下木质素含
量预计为 脱除率达到 固体 和分析表明在水热预处理过程中木质素的致密结构遭到了破
坏木质素高聚体进行了解聚产生了单体和低聚体 并且确定玉米芯中的木质素主要是紫丁香基型木质素和愈创木基型
木质素
关键词 水热预处理干冰木质素脱除率木质素结构响应曲面法
中图分类号 文献标识码 文章编号
木质纤维素生产生物乙醇的工艺中由于多糖 酶的可及度 水热预处理由于其反应时间短
通过酯键和醚键与木质素之间的交联作用造成了木 高转化率和相对低的反应温度等优点已成为一种
质纤维素的高稳定性和顽抗性使得水解酶的可及 有前途的预处理技术 玉米芯作为我国主要的
性变差从而降低了水解效率 预处理技术可以破坏 农业废弃物之一年均产量可达约 亿 且目前
木质纤维素的密致结构去除木质素从而提高水解 我国尚缺乏对其有效的利用途径 玉米芯中木质纤
收稿日期 修订日期
作者简介郭晓亚 女博士副教授研究方向可再生能源与超临界流体
通讯联系人
第 期 郭晓亚等玉米芯水热预处理条件优化及木质素的结构表征
维素含量较高其中纤维素 约 半纤维素 蜡 脱蜡的目的是去除玉米芯中的低分子有机物
约 和木质素 约 适合用于生物乙醇 蜡脂肪萜类化合物等 对于后续分析过程的影
的制取 前人的研究结果显示较低的预处理温度 响减少后续分析的误差
和较短的时间小于 对玉米芯的结 水热预处理工艺过程
构影响不大 这意味着在玉米芯中多糖的聚集
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