玉米芯预处理制备半纤维素衍生糖
发布时间：2021-09-24 09:50
玉米芯作为典型的农业废弃物,具有价格低廉、天然可再生、储量丰富等优点,被认为是替代化石资源生产生物燃料及高附加值化学品的优良选择。玉米芯主要化学成分为纤维素、半纤维素和木质素,其中半纤维素含量相对于其他秸秆较高,也是制备半纤维素衍生产品如功能糖的最佳原料。但由于纤维素的强氢键作用、高聚合度和高结晶度,木质素的三维网络结构及其与半纤维素形成的木质素—半纤维素复合体,这些复杂的结构造成玉米芯不易水解。因此需要通过预处理突破其天然屏障,实现玉米芯全组分的高效利用。本研究以玉米芯为原料,采用不同的高效预处理方法,制备高附加值的半纤维素衍生糖,实现预处理过程中半纤维素的定向解聚,具体研究内容如下:（1）以玉米芯为原料,采用微量碱调控结合微波辅助水热预处理方法,制备了半纤维素衍生糖,考察NaOH浓度和水热预处理的强度系数（SF）对水解液产物分布和固体残渣成分的影响。通过SEM、XRD手段对残渣的理化性质进行表征。研究结果表明,NaOH和SF对水解液中产物分布以及半纤维素衍生糖得率具有显著影响。随SF增大,半纤维素总溶出量增加;通过微量NaOH调控预处理过程中体系的pH值,可改变溶出半纤维素衍生糖的...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
木质纤维生物质的结构与化学组成
图 1-2 组成半纤维素的单糖Fig. 1-2 The monosaccharides in hemicelluloses.由于高分支度、低聚合度（100-200）和非结晶的聚集态，半纤维素的化学和热性往往低于纤维素，其部分水解后生成的聚糖、低聚糖在包装膜、涂料、医药和化等领域皆有重要应用[15]，其完全水解产物单糖（木糖、阿拉伯糖等）可通过化学法生物法转化为其他重要的能源和高附加值平台化合物，如糠醛、木糖醇等[16]。.3 木质纤维预处理在植物细胞壁内，纤维素作为骨架提供细胞壁的强度，半纤维素以氢键结合在微维表面，提供强度并增强两者的连接，木质素填充细胞壁中的剩余空间并加强了机持作用。同时，木质素与半纤维素通过化学键（苯苄—醚键、苯苄—酯键、苯苄配等）连接形成 LHC 复合体。这种独特的组合导致木质纤维生物质对物理、生物和降解表现出较高的抗性[17]。因此，生物质精炼过程中需要对木质纤维进行预处理以植物细胞壁，有利于主要组分间的连接断裂[18]，预处理过程是木质纤维生物质精炼
图 1-3 木质纤维生物质利用过程[19]Fig.1-3 Schematic diagram showing utilization of lignocellulose biomass[19].理预处理的物理预处理主要有球磨、超声波和微波预处理等。球磨预处理主要通过料的尺寸以增加其接触面积，并降低纤维素结晶度，使碳水化合物更多地解中。但由于其能耗较高，往往需要与其他预处理方法结合使用。邓等 草酸与1 g玉米芯混合球磨 60 min 后，于130oC 微波中进行 30 min 水热反的木聚糖类半纤维素衍生糖得率为 86.10%，绝大部分半纤维素从玉米芯作为单体和水溶性聚糖进入水解液，实现了缓和条件下木聚糖类衍生糖的声波预处理采用超声波辐射以分解木质纤维细胞壁中复杂的网络结构。因声波而产生的气穴渗入多糖并破坏三大组分之间的连接，从而更好地促进，利用超声波预处理溶解的桉木硫酸盐浆可以增强纤维素无定形区的酸-FeCl3为催化剂）。经 300 W 超声波预处理 20 min 后的样品，其酸水解后
【参考文献】：
期刊论文
[1]蔗渣制备低聚木糖的有机酸预处理条件研究[J]. 陈海珊,李涛涛,周玉恒,蔡爱华,覃香香. 广西植物. 2014(04)
[2]半纤维素小分子衍生糖分离纯化研究进展[J]. 徐纯勋,余强,庄新姝,徐惠娟,亓伟,谭雪松,王琼,王闻,袁振宏. 新能源进展. 2013(02)
博士论文
[1]高透明纸的制备及其在电子器件中的应用[D]. 方志强.华南理工大学 2014
[2]生物质木质素结构解析及其预处理解离机制研究[D]. 文甲龙.北京林业大学 2014
硕士论文
[1]木质纤维原料醋酸催化制取低聚木糖及其纤维素酶水解[D]. 张红玉.南京林业大学 2017
[2]玉米芯两步法高效制备糠醛的研究[D]. 邓奥杰.华南理工大学 2016
本文编号：3407546
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
木质纤维生物质的结构与化学组成
图 1-2 组成半纤维素的单糖Fig. 1-2 The monosaccharides in hemicelluloses.由于高分支度、低聚合度（100-200）和非结晶的聚集态，半纤维素的化学和热性往往低于纤维素，其部分水解后生成的聚糖、低聚糖在包装膜、涂料、医药和化等领域皆有重要应用[15]，其完全水解产物单糖（木糖、阿拉伯糖等）可通过化学法生物法转化为其他重要的能源和高附加值平台化合物，如糠醛、木糖醇等[16]。.3 木质纤维预处理在植物细胞壁内，纤维素作为骨架提供细胞壁的强度，半纤维素以氢键结合在微维表面，提供强度并增强两者的连接，木质素填充细胞壁中的剩余空间并加强了机持作用。同时，木质素与半纤维素通过化学键（苯苄—醚键、苯苄—酯键、苯苄配等）连接形成 LHC 复合体。这种独特的组合导致木质纤维生物质对物理、生物和降解表现出较高的抗性[17]。因此，生物质精炼过程中需要对木质纤维进行预处理以植物细胞壁，有利于主要组分间的连接断裂[18]，预处理过程是木质纤维生物质精炼
图 1-3 木质纤维生物质利用过程[19]Fig.1-3 Schematic diagram showing utilization of lignocellulose biomass[19].理预处理的物理预处理主要有球磨、超声波和微波预处理等。球磨预处理主要通过料的尺寸以增加其接触面积，并降低纤维素结晶度，使碳水化合物更多地解中。但由于其能耗较高，往往需要与其他预处理方法结合使用。邓等 草酸与1 g玉米芯混合球磨 60 min 后，于130oC 微波中进行 30 min 水热反的木聚糖类半纤维素衍生糖得率为 86.10%，绝大部分半纤维素从玉米芯作为单体和水溶性聚糖进入水解液，实现了缓和条件下木聚糖类衍生糖的声波预处理采用超声波辐射以分解木质纤维细胞壁中复杂的网络结构。因声波而产生的气穴渗入多糖并破坏三大组分之间的连接，从而更好地促进，利用超声波预处理溶解的桉木硫酸盐浆可以增强纤维素无定形区的酸-FeCl3为催化剂）。经 300 W 超声波预处理 20 min 后的样品，其酸水解后
【参考文献】：
期刊论文
[1]蔗渣制备低聚木糖的有机酸预处理条件研究[J]. 陈海珊,李涛涛,周玉恒,蔡爱华,覃香香. 广西植物. 2014(04)
[2]半纤维素小分子衍生糖分离纯化研究进展[J]. 徐纯勋,余强,庄新姝,徐惠娟,亓伟,谭雪松,王琼,王闻,袁振宏. 新能源进展. 2013(02)
博士论文
[1]高透明纸的制备及其在电子器件中的应用[D]. 方志强.华南理工大学 2014
[2]生物质木质素结构解析及其预处理解离机制研究[D]. 文甲龙.北京林业大学 2014
硕士论文
[1]木质纤维原料醋酸催化制取低聚木糖及其纤维素酶水解[D]. 张红玉.南京林业大学 2017
[2]玉米芯两步法高效制备糠醛的研究[D]. 邓奥杰.华南理工大学 2016
本文编号：3407546
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3407546.html
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