水熱處理油菜桿對液體產(chǎn)物與殘渣酶解產(chǎn)糖的影響.pdf

1、高效和綠色的技術(shù)工藝的需求促使水熱處理成為可持續(xù)的生物質(zhì)煉制工業(yè)中一種理想的處理方式。這種處理方式已經(jīng)用于處理多種生物質(zhì)的研究，在這個過程中產(chǎn)生了大量的高價值的產(chǎn)物，尤其是處理后得到的液體產(chǎn)物，因此系統(tǒng)的分析和表征這些液體產(chǎn)物顯得尤為重要，其次是建立殘渣組分變化與其被酶解效率之間的關(guān)系，優(yōu)化處理條件進而最大化的增加殘渣的糖化率。
　　本研究中采用高溫水熱處理方式，選取了不同處理溫度(145℃，160℃，175℃，190℃和205℃

2、)和保留時間(15min，30min，60min和120min)處理油菜桿，首先對反應產(chǎn)生的液體產(chǎn)物進行了詳細的分析和定量表征。結(jié)果表明，木聚糖的最佳得率條件為反應溫度195℃，保留時間15min;木單糖的含量最高的處理條件為反應溫度175℃，保留時間120min。液體中低聚物分子量的分析，溶解的半纖維素組分大分子隨處理強度增加進一步解聚。二維核磁圖譜表明液體產(chǎn)物中主要以D-木聚糖[(1→4)-β]為主，支鏈單元有D-葡糖糖醛酸（4-O

3、-甲基-α）、D-甘露糖基[(1→4)-β、(1→6)-α]、L-可拉伯糖基（α）、D-干乳糖基[(1→4)-β]和少量的乙?；?水溶木質(zhì)素的S/G值從4.60(L145-60)下降到1.77(L205-60)并伴隨著木質(zhì)素的縮合和降解。熱穩(wěn)定性分析表明液體產(chǎn)物熱穩(wěn)定性增強。
　　進一步研究了處理后殘渣組分與結(jié)構(gòu)變化對殘渣酶解產(chǎn)糖的影響。結(jié)果表明，水熱處理可以有效的將油菜桿中的半纖維素溶出，且脫出率達95％以上，使得纖維素的含量從

4、35.01％增加到60.08％，酸不溶木質(zhì)素含量從12.70％顯著增加到34.47％;掃描電鏡圖像顯示，殘渣表觀形態(tài)被不同程度的破壞，在較高的處理條件下，表面出現(xiàn)大量的碎片;X射線衍射圖譜分析表明，纖維素的相對比例增加，使得油菜桿中纖維素結(jié)晶指數(shù)由28.9％增加到51.4％。殘渣熱穩(wěn)定性增強從側(cè)面反應了油菜桿中半纖維的降解;分析固體殘渣的紅外光譜發(fā)現(xiàn)半纖維素和木質(zhì)素對應的特征峰分別減弱和增強，進一步說明水熱處理導致半纖維的降解和木質(zhì)素結(jié)