ImageVerifierCode 换一换
格式:PDF , 页数:8 ,大小:1.37MB ,
资源ID:2740539      下载积分:10 积分
快捷下载
登录下载
邮箱/手机:
温馨提示:
快捷下载时,用户名和密码都是您填写的邮箱或者手机号,方便查询和重复下载(系统自动生成)。 如填写123,账号就是123,密码也是123。
特别说明:
请自助下载,系统不会自动发送文件的哦; 如果您已付费,想二次下载,请登录后访问:我的下载记录
支付方式: 支付宝扫码支付 微信扫码支付   
验证码:   换一换

加入VIP,免费下载
 

温馨提示:由于个人手机设置不同,如果发现不能下载,请复制以下地址【https://www.wnwk.com/docdown/2740539.html】到电脑端继续下载(重复下载不扣费)。

已注册用户请登录:
账号:
密码:
验证码:   换一换
  忘记密码?
三方登录: QQ登录  

下载须知

1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。
2: 试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓。
3: 文件的所有权益归上传用户所有。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 本站仅提供交流平台,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

版权提示 | 免责声明

本文(三元低共熔溶剂预处理甘蔗渣的酶解性能研究_陶顺辉.pdf)为本站会员(哎呦****中)主动上传,蜗牛文库仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知蜗牛文库(发送邮件至admin@wnwk.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!

三元低共熔溶剂预处理甘蔗渣的酶解性能研究_陶顺辉.pdf

1、第 43 卷第 2 期2023 年 4 月林 产 化 学 与 工 业Chemistry and Industry of Forest ProductsVol.43 No.2Apr.2023 收稿日期:2022-01-28 基金项目:国家自然科学基金资助项目(21978053);广东省重点领域研发计划项目(2020B0101070001)作者简介:陶顺辉(1995),男,湖南宁远人,硕士生,从事生物质组分高效分离与高值化利用研究 通讯作者:林晓清,教授,博士生导师,研究领域为生物质炼制化学品及下游分离纯化应用基础研究;E-mail:linxiaoqing 。doi:10.3969/j.issn.

2、0253-2417.2023.02.017三元低共熔溶剂预处理甘蔗渣的酶解性能研究TAO Shunhui陶顺辉1,张可炫1,李碧莹1,郑晓洁1,刘 耀1,林晓清1,2,3(1.广东工业大学 轻工化工学院,广东 广州 510006;2.广东省植物资源生物炼制重点实验室,广东 广州 510006;3.广州市清洁交通能源化学重点实验室,广东 广州 510006)摘 要:以制糖工业副产物甘蔗渣(SCB)作为木质纤维原料,使用具有优异相转移催化能力的三乙基苄基氯化铵(TEBAC)、无毒无害的甘油(GL),以及高价态路易斯酸六水合氯化铝(ACH)组成的三元低共熔溶剂(DES)对 SCB 进行预处理,系统考

3、察了 DES 物质的量之比、预处理温度、预处理时间、固液质量比对 SCB 中各组分含量和纤维素酶解效率的影响。研究结果表明:最佳预处理条件为 nTEBAC nGL nACH为120.05、预处理时间 30 min、预处理温度 120 和固液质量比 1 15,此优化条件下木质素去除率达到(86.23 2.11)%,纤维素保留率为(94.51 2.03)%,酶解纤维素转化率达到(98.21 1.02)%,相较于未处理 SCB 提高了 2 倍,葡萄糖得率高达(81.94 1.98)%,提高了 1.5 倍。SEM、FT-IR 和 XRD 分析结果表明:三元 DES 预处理能够有效去除SCB 中的木质素

4、和半纤维素,从而使纤维素的结晶度由未预处理的 41.19%提高到预处理后的 65.87%。DES 经过 5 次循环利用后,纤维素转化率和葡萄糖得率仍达到(92.36 1.64)%和(74.45 1.12)%,依旧保持了较好的预处理效果。关键词:三元低共熔溶剂;甘蔗渣;预处理;酶解中图分类号:TQ35 文献标志码:A 文章编号:0253-2417(2023)02-0135-08引文格式:陶顺辉,张可炫,李碧莹,等.三元低共熔溶剂预处理甘蔗渣的酶解性能研究J.林产化学与工业,2023,43(2):135-142.Enzymatic Digestibility of Ternary Deep Eut

5、ectic Solvent PretreatedSugarcane BagasseTAO Shunhui1,ZHANG Kexuan1,LI Biying1,ZHENG Xiaojie1,LIU Yao1,LIN Xiaoqing1,2,3(1.School of Chemical Engineering and Light Industry,Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006,China;2.Guangdong Provincial Key Laboratory of Plant Resources Biorefinery,

6、Guangzhou 510006,China;3.GuangzhouKey Laboratory of Clean Transportation Energy Chemistry,Guangzhou 510006,China)Abstract:Sugarcane bagasse(SCB),a by-product of the sugar industry,was used as a lignocellulosic raw material.In thepresent study,a ternary deep eutectic solvent(DES)composed of triethylb

7、enzyl ammonium chloride(TEBAC)with strong phasetransfer catalytic ability,non-toxic and harmless glycerol(GL)and high-valence Lewis acid aluminum chloride hexahydrate(ACH),was used to pretreat SCB.The effects of molar ratio of ternary DES,reaction temperature,reaction time and solid-liquid mass rati

8、o on the content of each component in SCB and cellulase enzymatic digestibility were systematically investigated.The results showed that the optimal pretreatment conditions were as follows:the molar ratio of nTEBACnGLnACHwas 120.05,thepretreatment time was 30 min,the pretreatment temperature was 120

9、 and the solid-liquid ratio was 1 15.Under theseconditions,the lignin removal rate was(86.23 2.11)%,and the cellulose retention rate was(94.51 2.03)%.Theconversion of enzymatic hydrolysis cellulose was(98.21 1.02)%,which was 2 times higher than that of untreated SCB,andthe yield of glucose was(81.94

10、 1.98)%,which was increased by 1.5 times.The results of SEM,FT-IR and XRD analysisshowed that ternary DES pretreatment could effectively remove lignin and hemicellulose from SCB,and the crystallinity of celluloseincreased from 41.19%to 65.87%after pretreatment.Importantly,DES still maintained good p

11、retreatment performance after 5136 林 产 化 学 与 工 业第 43 卷cycles of recycling,and the cellulose conversion rate and glucose yield reached(92.36 1.64)%and(74.45 1.12)%,respectively.Key word:ternary deep eutectic solvent;sugarcane bagasse;pretreatment;enzymatic digestibility甘蔗渣是甘蔗制糖工业的副产物1。以甘蔗渣为原料通过预处理、酶水

12、解和发酵制备生物燃料,可实现甘蔗渣变废为宝,对缓解能源紧张和减少环境污染具有重要意义2。然而,甘蔗渣中的纤维素、半纤维素和木质素(“三大素”)互相交联缠绕形成一种致密的结构,使其难以被分离3。预处理是甘蔗渣“三大素”高效分离与高值化利用的关键步骤4,其目的是破坏甘蔗渣的致密结构,将木质素和半纤维素溶解去除,保留富含纤维素的组分,从而提高酶的可及性和酶解效率5。溶解去除的木质素可以通过提纯得到高纯木质素,从而应用于吸附材料、橡胶补强、疏水添加剂等领域。目前,甘蔗渣预处理方法主要有物理法、化学法、物理-化学法和生物法6,其中化学法是甘蔗渣预处理中被研究最多的方法7。常用溶剂主要有酸、碱、有机溶剂、

13、离子液体、低共熔溶剂(DES)8-9。其中,DES 作为一种新兴的绿色溶剂,由一定物质的量之比的氢键供体(如季铵盐和季磷盐)和氢键受体(如羧酸和多元醇)组成10,具有离子液体的优良特性11,同时具有毒性更低、制备简单、价格低廉的特点10。值得注意的是,并不是所有的 DES 都具备优异的预处理能力12。当前被研究最多的 DES 是氯化胆碱与各类酸和醇组成的二元 DES。甘油(GL)是生物柴油工业产生的主要副产物,廉价且无毒,可用作氢键供体。然而单独使用氯化胆碱/甘油 DES 作为预处理溶剂时,由于氯化胆碱/甘油 DES 的高黏度,通常需要严格的预处理条件。Procentese 等13利用氯化胆碱

14、/甘油 DES 在 150 下预处理玉米芯 15 h,可以去除59%的木质素。Xu 等14利用氯化胆碱/甘油 DES 在 180 下预处理玉米秸秆 2 h,木质素的去除率大于 60%。尽管氯化胆碱/甘油 DES 在木质纤维类生物质预处理领域有一定的优势,但苛刻的预处理条件限制了其大规模应用。课题组前期研究发现,三乙基苄基氯化铵(TEBAC)具有强大的相转移能力,可以把木质素从固态中转移到液态,同时芳环的存在能够促进木质素苯丙烷单元的溶解,从而达到高效选择性分离木质素的目的15。六水合氯化铝(ACH)作为路易斯酸,由于其在溶剂中具有提供质子的出色能力,用于 DES 体系时能有效调节 DES 的氢

15、键酸碱度,提升 DES 体系中的氢键作用力,有效打断三大素之间的化学键,从而达到高效脱除木质素的目的16,且 ACH 在同类型的金属氯化物中价格最为低廉。值得注意的是,TEBAC 和 ACH 并不能组成二元 DES,需要有另一种组分对二者进行调节。基于此,本研究选取 TEBAC、GL、ACH 组成三元 DES 对甘蔗渣进行预处理,探索该三元 DES 对甘蔗渣预处理及酶解性能的作用机制,揭示其对甘蔗渣预处理的影响规律,以期为甘蔗渣的高值化利用提供理论参考。1 实 验1.1 原料、试剂与仪器甘蔗渣(SCB)由广西贵糖有限公司提供,SCB 原料洗净烘干,用粉碎机粉碎过 0.25 mm 筛;因为 SC

16、B原料比较大块,首次烘干可能不彻底,因此将获得的 SCB 粉末置于105 烘箱中再次烘干,冷却装袋备用。1.5 L 纤维素酶(54 FPU/mL)和 AMG300L-葡萄糖苷酶(94 CBU/mL),诺维信公司。三乙基苄基氯化铵(TEBAC,纯度 98%)、甘油(GL,纯度 92%)和六水合氯化铝(ACH,纯度 96%),均为市售分析纯。Hitachi S-4800 型扫描电镜(SEM),日本日立公司;Nicolet 6700 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)仪,美国赛默飞世尔科技公司;XPert PRO PANalytical 型 X 射线衍射(XRD)仪,荷兰帕纳科公司;Agilent 1260Infinity II 型高效液相色谱(HPLC)仪,美国安捷伦公司。1.2 低共熔溶剂的制备将按一定物质的量之比(120、120.05、120.1、12 0.2 和 1 2 0.3)称量好的 TEBAC、GL、ACH 加入三颈烧瓶中,在 100 下搅拌加热,直至烧瓶内溶液澄清后停止加热,冷却至室温即得三元低共熔溶剂(DES)。1.3 DES 预处理甘蔗渣按一定质量比(15、110、115

copyright@ 2008-2023 wnwk.com网站版权所有

经营许可证编号:浙ICP备2024059924号-2