玉米秸秆预处理实验

动力 ， 其耗 能 约 占糖 化 过 程 总 耗 能 的 ５ ％ 以上 Ｊ ０ 。 化学 法有 酸法 、 法 等 ， 酸处 理 的 优 点 在 于 半 纤 碱 稀 维素水 解 得 到 的 糖 量 大 ， 化 剂 成 本 低 ， 于 中 催 易
新 能源 ， 以木质 生物 资 源 为 原 料用 生 物 转 化 法 制备
第 一 作 者 简 介 ： 娜 娜 （ ９ ５ ） 女 ， 士 研 究 生 ， 究 方 向 ： 生 王 １８ 一 ， 硕 研 微 物 资 源 开 发 与 生 物化 工 。 通 信 作 者 简 介 ： 秀 清 （１７ 一 ） 硕 士 ， 师 。 Ｅｍａ ： ａｘ 姚 ９８ ， 讲 ． ｉ ｙｏｉ ｌ —
１ １ 实验材 料 和药 品 ．
玉米秸 秆 ， 自抚 顺 周 边 ， 用 粗 纤 维 测 定 仪 取 利 （ Ｑ ） 照 Ｖ ｎ Ｓ ｅｔ 重 法 ＿ 测 得 其 半 纤 维 ｓＬ 参 ａ ｏ ｓ 称 ８ 素 、 维 素 和 木 质 素 含 量 分 别 为 ２ ． ％ 、２ ８ 和 纤 ６ １ ３．％ １ ． ％ ， 成 粉 状 备用 ； 萄 糖 （ ６３ 磨 葡 生化 级 ） 木 糖 （ ， 生
接 触 Ｊ未 经 预处理 的天 然状 态 的木 质 生物 资 源 的 ，
酶解率 小 于 ２ ％ ［ 。 因此 必 须 采 用 一 定 的预 处 理 ０ ４ Ｊ
和 。本文通 过 正 交 试 验 来 确 定 在 低 温 稀 酸 条 件 下 ， 玉米秸 秆 最佳 的 预处理 条件 。 对
１ 实验 部分
⑥
２ １ Ｓ ｉ ｅｈ Ｅ ｇ ｇ ０ ｃ Ｔ ｃ． ｎｎ ． １ ．
化 工 技 术
低 温 稀 酸 预 处 理 玉 米秸 秆 的研 究
王娜 娜 ’ 谢 小莉 杨翔 华 张 全 姚 秀 清

NaOH预处理后的玉米秸纤维素酶水解效果试验研
究的开题报告
引言：
随着人口的增加和能源需求的增大，替代传统化石能源的生物质能源逐渐成为人们关注的研究热点之一。

玉米秸秆作为一种常见的农业废弃物，具有丰富的纤维素组分，可作为生物质能源精细化利用的重要原料。

但是，纤维素的结构复杂、难以分解，生物降解技术成为纤维素资源利用的关键技术之一。

本研究旨在通过NaOH预处理玉米秸秆，提高其纤维素酶水解效果，为生物质能源的利用提供参考。

研究方法：
1.预处理方法：取一定量的玉米秸秆，采用NaOH预处理方法，控制NaOH浓度、反应温度和反应时间等因素，得到一定条件下处理后的玉米秸秆样品。

2.酶解条件：选用适当的纤维素酶，在一定的酶解条件下，对NaOH 预处理后的玉米秸秆进行水解反应。

3.结构性质分析：通过扫描电镜、红外光谱等方法分析预处理前后样品的结构性质，探究NaOH预处理对玉米秸秆纤维素的影响。

预期结果：
NaOH预处理能够有效破坏纤维素的结构，提高酶解效率。

通过分析玉米秸秆在NaOH预处理前后的结构性质，揭示预处理对纤维素酶水解效果的影响机理。

结果可为生物质能源的精细化利用提供理论基础和实验依据。

研究意义：
1.研究NaOH预处理对纤维素水解效果的影响，为优化生物质能源的生产工艺提供科学依据。

2.探究NaOH预处理对玉米秸秆结构性质的影响，为深入理解生物质水解机理提供参考。

3.提高玉米秸秆作为生物质资源利用的效率，减少传统化石能源的使用，推动可持续发展。

超声波预处理玉米秸秆的条件优化胡斌;张亮亮;胡青平【摘要】To speed up degradation of corn stalk by cellulase, this research was to explore the effect of ultrasonic pretreatment conditions of corn straw, including ultrasonic processing time, power and temperature. Then these conditions were optimized through the Box-Behnken central composite design. Results showed that the optimal conditions were that liquid materials in the ratio of 1 : 30 were treated by the ultrasonic for 10 min at the temperature of 45 ℃ and the power of 140 W. The best effect of cellulose enzyme solution on corn straw was detected under the optimal pretreatment conditions.%为加速纤维素酶对玉米秸秆的分解效率,采用超声波预处理玉米秸秆.研究超声波处理时间、功率、温度等因素对处理效果的影响,通过Box-Behnken中心组合试验设计优化超声波预处理玉米秸秆的条件.结果表明,超声波预处理玉米秸秆的最优条件为:料液体积比为1:30,超声时间10 min,温度45℃,功率140 W.用纤维素酶酶解在优化条件下超声处理的玉米秸秆,酶解效果较好.【期刊名称】《西北农业学报》【年(卷),期】2012(021)002【总页数】4页(P153-156)【关键词】玉米秸秆;超声波;预处理;酶解【作者】胡斌;张亮亮;胡青平【作者单位】山西师范大学生命科学学院,山西临汾041004;山西师范大学生命科学学院,山西临汾041004;山西师范大学生命科学学院,山西临汾041004【正文语种】中文【中图分类】S216.2中国是一个农业大国，各类农作物秸秆年总量达7亿t以上［1］，其中玉米秸秆占很大的比例，它的主要成分是纤维素［2］。

（ ｖ） ｍ／ ） 或氢 氧化钠 （ ％、 ． ％ 、 、 ． ％、 ％ （／ ） ， 拌均 匀 ， Ｏ ０ ５ １ １５ ３ ｖ ｖ）搅 高压 蒸 汽下 （ ２ １ １℃ ，． ａ 处 理 不 同的 ０ １Ｐ ）
时 间（ ０ ４ 、０ｒｉ） 反 应结束 时 以 自然 降压 和急 速 降 压两 种 降 压 方式 使 反 应体 系 降 至 室温 ， 得 处理 样 ２ 、０ ８ ｎ ， ａ 获
第 ５期
王
歌 等 ： 米秸 秆 预 处 理 优 化 实验 条 件研 究 玉
１５ ７
２ １ 高压 蒸汽 下硫酸对 玉米 秸秆 处理 的最佳优 化条 件 ． 图１ ～３所示 ， 高压蒸 汽下 ， 以相 同硫 酸浓度处 理秸 秆 ， 还原 糖产 量 随处 理 时间 的延 长 而增 加 ； 同处 理 相
关键词 ： 玉米秸秆 ； 预处理 ； 还原性 糖 中 图 分 类 号 ： ８５ Ｑ１ 文 献标志码 ： Ａ
现如今能 源短缺 已成 为 困扰 人类发 展 的重 大 问题 ， 以生 物 质为 原料 生 产燃 料 乙醇 有着 越 来越 广 阔 的市 场前景 ． 因此近 年来利 用废弃 的木 质纤维 原料生 产 乙醇已在各个 国家引起 越来 越广泛 的关 注［ ． １ 但在 以纤 维 ］ 素为原 料生产燃 料 乙醇的过 程 中， 最大 的问题是原 料 的预处 理． 预处 理 的 主要作 用 是 改变 天然 纤 维 的结 构 ， 降低纤 维素 的结 晶 ， 去木质ห้องสมุดไป่ตู้素 ， 加酶 与纤维素 的接触 面积 ， 脱 增 从而 提高酶 解 的效率． 目前预 处理 的方法 主要 有物理 、 化学 、 物和氨 冷冻爆 破法［ ， 生 ２ 但预处 理效果 不理想 ， ］ 且对 生产 设备 的腐 蚀 、 磨损 和耗 能较 严 重 ， ｊ 因此开 发高效 、 低成本 的预处 理方法 成为 了亟待解 决 的技术 问题 ． 研 究 以玉米 秸秆 为 原 材料 ， 本 采用 物 理与

玉米秸秆稀酸-蒸汽爆破预处理和水解糖化的试验研究韩沐昕;谭羽非;刘欢鹏;李冬梅【摘要】考察了玉米秸秆经1％ (w/w)稀硫酸和水分别浸泡后在不同汽爆压力(分别确定研究压力为1.5 MPa,1.8 MPa和2.0 MPa)和保压时间(分别为4 min,6 min和8 min)下进行蒸汽爆破预处理的处理效果.分析了预处理后固体和液体部分的主要成分和含量.通过考察预处理后固体部分经过纤维素酶作用后所得到的葡萄糖得率,确定了最佳的稀酸-蒸汽爆破预处理工艺.在1％稀硫酸预浸12h后,采用1.8 MPa汽爆条件保压8 min,经过预处理玉米秸秆的最大葡萄糖得率为26.9 g/100g 原料;在该条件下,预处理后过滤液中总糖得率最高为34.5 g/100 g原料.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)010【总页数】5页(P290-294)【关键词】预处理;玉米秸秆;稀酸;稀酸-蒸汽爆破;酶水解【作者】韩沐昕;谭羽非;刘欢鹏;李冬梅【作者单位】哈尔滨工业大学城市水资源和水环境国家重点实验室,市政环境工程学院,哈尔滨150090;黑龙江建筑职业技术学院,哈尔滨150025;哈尔滨工业大学城市水资源和水环境国家重点实验室,市政环境工程学院,哈尔滨150090;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学城市水资源和水环境国家重点实验室,市政环境工程学院,哈尔滨150090【正文语种】中文【中图分类】X712玉米是我国的主要粮食作物之一，每年的产量约1.3×1012t，同时产玉米秸秆1.56 亿t，玉米秸秆是一种应用价值很高的可再生纤维素资源;但是这种资源长期没有得到合理地开发，约2/3 秸秆被焚烧掉，造成了资源的浪费和大气污染［1］。

秸秆类生物质作为能源，是一种贮存太阳能的可再生物质，生长过程中吸收大气中的CO2，因此在利用过程中排放的CO2，属于大气CO2的正常循环，不存在使全球变暖的效应。

预处理阶段在进行固态厌氧发酵之前，将玉米秸秆粉碎过筛后备用。

对玉米秸秆进行3种不同方式的预处理。

具体方式如下：（1）沼液：取100g粉碎后的备用秸秆，沼液与秸秆按照质量比5:2的比例混合均匀，表面用塑料薄膜覆盖进行堆沤。

每天翻料，保持温度在45℃~50℃范围内，堆沤大约10d左右。

（2）组合碱：取100g秸秆放入发酵瓶内，按1:5的固液比加入6％的稀氢氧化钠和氢氧化钙（组分配比是2:1）组合碱溶液，搅拌均匀，室温下放置3d。

（3）白腐菌：取100g秸秆，按照5%比例加入复合白腐菌对玉米秸秆进行预处理，混合均匀，28℃下放置10d。

测定预处理后其有机组成（纤维素、半纤维素和木质素）的含量，进行电镜扫描(SEM)分析、红外光谱（IR）分析、X射线衍射（XRD）分析。

固态厌氧发酵阶段（一）将上述三种方法预处理之后的玉米秸秆作为发酵底物，控制干物质浓度为20%，以发酵温度和接种物分别作为单因素条件，进行秸秆固态厌氧发酵的平行试验。

具体过程如下：经3种方式预处理的秸秆与接种物混合均匀作为发酵基质，未处理的秸秆作为对照。

将接种后的发酵基质分别装入1L的玻璃发酵罐中，依据不同预处理需要的发酵时间，分别在常温、35℃和53℃发酵60天左右。

将秸秆在35℃条件下发酵的残留物备用，随后考察在一定温度条件下，不同来源接种物对秸秆固态厌氧发酵特性的影响。

每个处理平行进行多个发酵罐，分别于发酵阶段第3,6,9,12,15,18,25,32，40，48,56和60d进行PH值和挥发酸（VFA）浓度的测定。

发酵过程中的气体采用气体采样袋收集。

所有试验均重复3次。

测定发酵期间每日沼气和甲烷含量、累积产气量、PH值、VFA浓度、TS/VS产气率和秸秆有机组成（纤维素、半纤维素和木质素）含量，并且利用荧光原位杂交技术（）测定乙酸甲烷菌和耗氢甲烷菌在发酵前期、发酵高峰期和发酵末期的浓度固态厌氧发酵阶段（二）将上述三种方法预处理之后的玉米秸秆作为发酵底物，控制干物质浓度为20%，添加接种物，进行厌氧干发酵试验。

SPORL法预处理提高玉米秸秆糖化效率的研究的开题报告一、研究背景随着全球能源资源的日益紧缺以及环境问题的日益突出，生物质能的开发和利用受到越来越多的关注。

秸秆作为一种常见的生物质资源，在生物质能开发利用中具有重要的地位。

糖化是生物质转化为生物能源和化学品的重要环节之一，但是由于秸秆的结构复杂，其中的木质素和纤维素等难以降解，糖化反应效率较低。

因此，如何提高秸秆糖化效率成为了该领域的研究热点之一。

SPORL（Sulfite Pretreatment to Overcome Recalcitrance of Lignocelluloses）法是一种利用亚硫酸盐（SO_3^2-）作为预处理试剂来改变木质素和纤维素结构的方法，该方法可以有效地去除木质素和纤维素，提高糖化效率。

因此，将SPORL法应用于玉米秸秆糖化预处理中，对于解决生物质资源转化的难题具有重要的意义。

二、研究目的和内容研究目的：探究SPORL法预处理玉米秸秆对糖化效率的影响，提高秸秆的生物质能利用效率。

研究内容：1. 玉米秸秆的处理条件的优化，包括SO_2浓度、温度、时间等因素的研究。

2. 分析玉米秸秆的化学成分变化，包括木质素、纤维素和半纤维素的去除率、糖化产物的种类和含量等指标。

3. 研究SPORL法对玉米秸秆糖化效率的影响，包括糖化曲线的测定、糖化率的计算等指标。

三、研究意义1. 通过SPORL法预处理玉米秸秆，可以有效地去除合适比例的木质素和纤维素，提高糖化效率，从而提高秸秆的生物质能利用效率。

2. 研究SPORL法预处理玉米秸秆的最佳参数，可以为后续的生物质能开发提供技术支持。

3. 研究结果可以推广到其他生物质的利用中，提高生物质资源的转化利用效率，减少对环境的污染。

四、研究方法1. 实验设备：包括超声萃取仪、恒温振荡器、紫外/可见分光光度计等。

2. 实验样品处理：玉米秸秆经过SPORL法预处理，然后进行糖化反应。

3. 实验参数研究：包括SO_2浓度、温度、时间等因素的研究。

玉米秸秆氢氧化钾及蒸汽爆破耦合预处理厌氧发酵产沼气研究利用厌氧消化技术处理木质纤维素类生物质,能够产生高效、清洁的生物质能源—沼气。

但是木质纤维类原料存在着复杂的结构,导致其厌氧消化具有延迟期长和产气率低等问题。

克服木质纤维素的阻碍是利用木质纤维类生物质生产沼气的有效手段。

本课题研究了多种预处理方式以提高玉米秸秆的生物降解性能。

研究不同压力(1.2、1.5、1.8、2.1MPa)和不同维压时间(5、10、15、20、25 min)下,蒸汽爆破预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响。

结果显示,蒸汽爆破是一种高效的预处理手段,考虑到能耗和效率,将1.2MPa、10 min选择为最佳汽爆条件,累积甲烷产量为223.2 mL/gvs,相对于未预处理秸秆,提高了55.2%。

研究了20℃下不同浓度(0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)KOH预处理及与蒸汽爆破耦合预处理对玉米秸秆厌氧消化的影响。

结果显示,KOH预处理是提高累积甲烷产量的一种优良方法,选择1.5% KOH为最佳预处理方法,累积甲烷产量为208.6 mL/gvs,相对于未预处理秸秆,提高了45.1%。

相对于未预处理秸秆,经1.5% KOH与蒸汽爆破耦合预处理,甲烷累积产量(258.8 mL/gvs)获得了80.0%的极显著提升,玉米秸秆的生物降解性为62.5%。

研究了60℃下不同浓度(0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)KOH预处理及与蒸汽爆破耦合预处理对玉米秸秆厌氧消化的影响。

结果显示,热KOH对玉米秸秆的预处理效果优于常温KOH,选择1.5%热KOH 为最佳预处理方法,累积甲烷产量为243.1 mL/gvs,相对于未预处理秸秆,提高了56.4%;相对于20℃下的1.5% KOH预处理秸秆,提高了16.5%。

相对于未预处理秸秆,经1.5%热KOH与蒸汽爆破耦合预处理,甲烷累积产量(292.9 mL/gvs)获得了88.5%的极显著提升,玉米秸秆的生物降解性达到了70.7%。

两步预处理及酶水解玉米秸秆制备单糖的实验研究的开题报告一、研究背景随着全球能源需求和环境保护意识的增强，生物质能成为可再生能源的一种重要来源，其中以玉米秸秆为主要生物质原料之一，其丰富的碳水化合物资源是制备生物燃料和化学品的重要基础。

然而，玉米秸秆作为一种复杂的生物质，含有大量的纤维素和半纤维素等难以降解的多糖，限制了其在生物质能源领域的广泛应用。

因此，必须采用一系列先进的生物转化技术来提取其中有价值的单糖物质。

目前，预处理是从生物质种子中提取单糖的关键环节之一。

在本研究中，我们将使用两步预处理方法来降低玉米秸秆中纤维素和半纤维素的结构，使其更易于酶分解和单糖的提取。

因此，本研究将在实验室条件下进行两步预处理及酶水解玉米秸秆制备单糖的实验研究。

二、研究目的本研究的主要目的是：1. 探究两步预处理对玉米秸秆中纤维素和半纤维素的结构影响；2. 比较不同酶种对预处理后的玉米秸秆的酶解情况；3. 优化酶水解反应条件，提高单糖的得率。

三、研究内容及方法本研究将采取以下方法：1. 玉米秸秆的处理：收集固定处理后的玉米秸秆，在实验室条件下进行两步预处理，包括酸预处理和碱预处理。

2. 酶水解反应：根据前期实验结果，筛选适合的不同酶种（CEL5、XynA2和BGLU3）进行酶解，优化反应条件（反应时间、酶用量、pH值、温度）。

3. 单糖分离检测：采用紫外分光光度计和高效液相色谱仪（HPLC）测定反应产物中各种单糖的含量。

四、研究意义本研究的意义在于：1. 探索两步预处理梦园对玉米秸秆中纤维素和半纤维素结构的变化，为后续的酶解提供基础。

2. 筛选并比较不同酶种的酶解效果和酶解条件，为开发高效的生物质转化方法提供实验数据支持。

3. 通过实验研究深入了解生物转化过程中单糖的提取原理和机制，为提高单糖的得率提供理论依据。

综上所述，本研究将为玉米秸秆的生物质能源利用提供重要的实验数据支持，并为开发和应用高效的生物质转化技术提供新的思路和方法。

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玉米 秸秆不 同预 处理产 沼气 对 比试验
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吉 林省 农 业科 学 院 农 村 能 源研 究 所
摘
要 ：玉米秸秆直接经过预处理Ａ 对照） （ ，玉米秸秆用 复合 菌剂绿秸灵预处理Ｂ ，玉米秸 秆用 纤维素酶Ａ 和纤维 素酶Ｂ 混合预处理ｃ ，玉米秸秆和牛粪尿混合预 处理Ｄ 种不同预处理方式 的玉米秸秆产沼气对 比试验 。结 ，４
１ ５
０≯ － １科 研 赣 瓣拣 释 一鹣 ０ 学 究Ｉ 。 瓣疆 貔
１２ 试验 步骤 ＿
１３ 产 气量 的测定 ．
１２１ 米秸秆 处理 ： ．玉 ｌ （ ） １ 秸秆粉 碎
利 用 铡 草 （ 搓 ）机 将秸 秆 铡 碎 揉 搓 ，秸 秆 铡 的 越 短 揉
越好 。
料 堆 下 部 不 出水 为宜 ），边 加 水 边 翻 秸秆 ，以保 证 润湿 均 匀 ，润 湿完成 后将 秸秆 放置 一天 ，以利秸秆 充分 吸水 。 （ 原料 的拌 制 ３） 预 处 理Ａ：将 润湿 后 的秸 秆 加入 玉米 秸 秆质 量 １２ ％的 ．５ 碳 酸 氢铵 ，碳 酸 氢 铵 可 以用 尿 素 替 代 ，加 入 量 为 秸秆 质 量
池 ，容积 ８ 。 ｍ。
我 国 每 年产 生 农 作 物 秸 秆 约 ７ 吨 ，玉 米 秸 秆 占 的比 亿
例 最 大 ，而 除 了部 分 用于 燃 料 、造 纸 、做 饲 料 和 秸 秆还 田 外 ，其余 大部 分 被 农 民在 野 外 焚烧 ，这 样 即污 染 环境 又 造 成 能源 浪 费 。 利用 玉 米秸 秆 制取 沼气 ，会很 好 的解 决 沼气 原 料短 缺 和 环境 污 染 问题 。但 是 因 为玉 米秸 秆 含 有 大量 难 降 解 的纤 维 素 、木 质 素 等 ，导 致 沼气 发 酵 启 动 慢 ，产 气 率 低 。如 何加 快 玉 米秸 秆 发 酵速 度 ，提 高产 气 量 和产 气 效

氢氧化钠预处理是利用木质素能够溶于碱性溶液的特点，脱除木质纤维原料中的木质素，引起木质纤维原料润胀。

造纸工业的碱法制浆工艺就是利用氢氧化钠预处理来脱除植物纤维原料中的木质素和半纤维素而获得纤维素组分。

本实验采用２％的稀氢氧化钠在８０和１０８℃处理玉米秸秆，控制不同的预处理时间，对预处理后的玉米秸秆纤维组分进行分析（表３）。

表３稀碱处理前后玉米秸秆的有机组分分析序号温度，℃时间／ｈ纤维素，（％）半纤维素“％）木质素，（％）预处理过程中纤维物料的质量损失以及纤维素、半纤维素和木质素的去除率是反映预处理效果的重要参数［引。

玉米秸秆在稀酸预处理过程的物料损失和纤维素、半纤维素以及木质素的去除率见表４。

表４稀酸预处理对玉米秸秆质量损失和主要成分去除率序温度，时间，失重率，纤维素去半纤维索去木质素去号℃ｈ（％）除率，（％）除率／（％）除率，ｉ％）表５稀碱预处理对玉米秸秆质量损失和主要成分去除率序温度／时间／失重率，纤维素去半纤维素去木质素去号℃ｈ（％）除率／（％）除率，（％）除率／（％）表５显示了玉米秸秆在稀氢氧化钠预处理过程中物料的质量损失和主要成分的去除率。

氢氧化钠预处理对玉米秸秆中木质素的脱除率较高，达到了８３．９４％，脱除的木质素进入碱处理液中形成造纸工业上所谓的制浆黑液。

玉米秸秆的氢氧化钠预处理过程中也有２０．３ｌ％的半纤维素因溶解而去除，但纤维素的去除率仅为５％左右。

４．３秸秆内部结构分析取未处理的样品和１０８ｏＣ稀硫酸和稀氢氧化钠处理３ｈ后的样品，做扫描电镜实验，分析其内部结构，电镜照片见图３。

由表４可以看出，稀硫酸预处理过程中物料的质量损失随时间的增加而增大，这主要由于玉米秸秆中半纤维素随着反应的进行而不断水解所导致，表４中半纤维素的去除率随时间的延长而增大也证明了这一结论。

稀硫酸处理对玉米秸秆中半纤维素的去除程度较高，１％的稀硫酸在１０８℃处理３ｈ后，半纤维素的去除率达到了７４．２７％，但对木质素的去除率仅为１０．７６％。

提高玉米秸秆纤维素酶解率的预处理研究宋金利;李华;石庆华;罗星【摘要】[Objective] Three different pretreatment methods were tested to study the effect on hydrolysis of cellulose from corn stalk . [ Method ] The dilute - acid , dilute - alkali and sodium sulfite anhydrous pretreatment of corn stalk were carried out, followed by cellulose enzymatic hydrolysis. [Result] The results showed that the optimum condition for enzymatic hydrolysis is at temperature of 50％ , pH of 4.8, ratio of solid to liquid1 ∶30,enzyme concentr ation of 2. 7 g/L, and the hydrolysis time of 24 h. Under the optimized condition, the rate of enzymatic hydrolysis on com stalk pretreatment using sodium sulfite anhydrous was 39 .07 ％ , which is four multiple higher than that of corn stalk hydrolysis without pretreatment. [ Conclusion] Pretreatment destroyed the fibrous structureof com stalk significantly. Relative good rate of enzymatic hydrolysis on com stalk can be achieved by sodium sulfite anhydrous pretreatment .%[目的]比较使用不同预处理方法对媒介纤维素水解率的影响.[方法]用稀酸法、稀碱法、亚钠法对玉米秸秆进行预处理,再用纤维素酶对玉米秸秆中纤维素进行水解.[结果]在50℃、pH为4.8、固液比为1:30、酶浓度为2.7g/L、反应时间为24h的条件下,可获得较理想的酶解率.经亚钠预处理后的玉米秸秆,纤维素含量上升最多,酶解率最高,亚钠预处理后的酶解率达到39.07%,是未经处理的秸秆酶解率(9.8%)的4倍.[结论]预处理破坏了玉米秸秆的纤维素结构.采用亚钠法-酶法结合工艺处理玉米秸秆进行纤维素酶解可显著提高酶解率.【期刊名称】《新疆农业科学》【年(卷),期】2011(048)005【总页数】6页(P810-815)【关键词】玉米秸秆;预处理;纤维素;酶解率【作者】宋金利;李华;石庆华;罗星【作者单位】新疆农业大学农学院,乌鲁木齐830052;中国农业大学(烟台),山东烟台2646701;新疆农业大学农学院,乌鲁木齐830052;中国农业大学(烟台),山东烟台2646701【正文语种】中文【中图分类】S188+.30 引言【研究意义】秸秆是一类可再生的纤维类资源,要使其高质化利用必须将其分解。

玉米秸秆的预处理及纤维素酶水解的开题报告一、研究背景和意义目前，全球对能源和环境问题的关注越来越高，生物质能作为替代化石能源、减少环境污染的优良代替方案已被广泛应用。

玉米秸秆是一种常见的生物质资源，其含有丰富的纤维素和半纤维素，是制取生物质能和高附加值化学品的重要原材料。

但是，由于秸秆的组成复杂，其中还含有一定量的木质素、有机酸等难以分解的成分，因此其转化成可用于生产的纤维素和糖的过程困难。

因此，通过对玉米秸秆进行预处理和纤维素酶水解，能够有效提高生物质的利用率和降低生产成本，对于促进生物质能发展和环境保护具有重要的意义。

二、研究内容本研究旨在探究玉米秸秆作为生物质的预处理方法和纤维素酶水解的影响因素，以达到提高生物质利用率和生产效率的目的。

1.秸秆预处理利用机械粉碎和化学处理两种方法对玉米秸秆进行预处理。

机械粉碎可以减小秸秆颗粒大小，增大表面积，有利于后续的微生物降解和生产。

化学处理可以利用酸或碱的作用将木质素和其他难降解的成分分解为易降解的糖类和其他低分子有机物，从而提高后续酶解的效率。

2.纤维素酶水解纤维素酶在玉米秸秆的水解过程中起着至关重要的作用。

研究纤维素酶水解的影响因素，包括酶的种类和浓度、温度和pH值等因素。

三、研究方法和技术路线本研究将采用国内外先进的生物质预处理和酶解技术，通过分析实验数据和文献综述，探究玉米秸秆的预处理方法和纤维素酶水解的影响因素。

具体技术路线如下：1.玉米秸秆收集和处理2.机械粉碎和化学处理3.纤维素酶酶解实验4.分析实验数据和综述文献5.撰写开题报告、论文等四、研究预期成果1.玉米秸秆的预处理方法：通过对机械粉碎和化学处理的比较，筛选出最适合玉米秸秆的预处理方法。

2.纤维素酶水解的影响因素：通过实验和文献综述，明确纤维素酶种类、浓度、温度和pH值等因素对秸秆酶解的影响，为后续的实验提供指导。

3.研究成本：为生物质能的降低成本和提高转化效率提供重要的技术支持。

预处理阶段一、沼液预处理（1）准确称取10份80g已经粉碎并过筛之后的备用玉米秸秆，将称好的的秸秆分别装入10个1000mL的广口瓶，分别标记为Z0~Z9，其中Z0瓶是用来测定在沼液预处理秸秆的过程中，秸秆的含水率，PH值，预处理末期秸秆纤维组分的含量，以及最后脱离出沼液预处理状态后秸秆自身的扫描电镜、傅里叶红外光谱和X射线衍射的检测。

而Z1~Z9是在预处理结束之后继续进行秸秆固态厌氧发酵，并在室温、中温和高温环境下，每组做3个平行，总计9个。

（2）根据沼液与秸秆质量比5:2的比例进行均匀混合，所以把沼液的密度近似于看作是水的密度，计算出每80g的玉米秸秆要与200mL的沼液进行搭配堆沤。

（3）用量杯在沼液的存放桶里取出沼液，再用量筒称取10次200mL的沼液，分别加入10个广口瓶里，并用玻璃棒搅拌均匀，使得玉米秸秆的每一部分与沼液进行充分的接触，瓶口用3层纱布进行封闭。

（4）准备好两个水浴锅，加好水，将10个广口瓶放入水浴锅内，并做好标记，打开电源，设定水浴锅的恒温温度为50℃，此堆沤过程预计进行11天。

（5）沼液处理玉米秸秆，玉米秸秆的含水率需要进行测定。

含水率的测定步骤：a、取1个清洗干净小坩埚，放入鼓风干燥箱里，设置温度为105℃，烘2h，断开电源，待冷却至室温之后进行称量，并做好记录；b、称重好的1个小坩埚，，各自取出被沼液处理的秸秆至坩埚体积三分之二左右，再进行称重，并做好记录；c、装好秸秆的3个小坩埚再次放入到鼓风干燥箱内，温度调至为105℃，烘4到6h，冷却至室温后，再次进行称量，并做好记录。

d、含水率的计算公式：（挥发的质量/秸秆的总质量）*100%=含水率（6）沼液处理过程中PH值的测量：在第1d、7d、11d对Z0广口瓶内的秸秆进行PH值得测定。

二、组合碱的预处理（1）准确称取10份80g已经粉碎并过筛之后的备用玉米秸秆，再准备10个广口瓶，但是不要将秸秆放入广口瓶内。

（2）根据秸秆与6%的氢氧化钠和氢氧化钙的组合碱溶液按照1:5的固液比进行投料，未处理的玉米秸秆的总固体测得为93.71%，因而计算出80g的玉米秸秆的总固体含量为74.968g，进而计算出需要加入的组合碱溶液的总体积为374.84mL，因此10 份共需要3748.4mL的组合碱溶液。

温和湿热条件下碱预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响
1. 实验前的玉米秸秆准备：根据实验需要，先将玉米秸秆收集并进行初次处理，如清洗、去除杂质等，使其能满足后续实验的需求。

2. 温和湿热条件下的碱预处理：将处理后的玉米秸秆按一定比例加入含有碱性物质的溶液中，进行温和湿热条件下的碱预处理。

预处理条件可以根据实验设计进行调整，包括预处理时间、溶液中碱性物质的浓度等。

3. 厌氧发酵实验：将经过碱预处理的玉米秸秆放入厌氧条件下的发酵装置中，添加适量的菌种和发酵基质，进行厌氧发酵实验。

发酵条件可以根据实验设计进行调整，包括发酵时间、温度、pH值等。

4. 实验结果的分析与评价：通过监测发酵过程中产气量、甲烷含量等指标，评估玉米秸秆厌氧发酵的效果。

可以采集发酵结束后的废弃物样品进行理化性质的测试，如含水率、有机质含量等，以了解碱预处理对玉米秸秆结构的影响。

预期结果是通过碱预处理，玉米秸秆的结构能够得到有效改变，提高其降解性能，从而增加厌氧发酵产气量。

预处理后的废弃物样品理化性质的改变也能够提供对预处理效果的评价。

本研究将通过温和湿热条件下的碱预处理，探究其对玉米秸秆厌氧发酵的影响，并评估预处理对玉米秸秆结构和发酵性能的影响。

研究结果将为玉米秸秆的有效利用提供理论依据和实践参考。

农技服务2018,35(3) :92〜93产业技术玉米秸秆预处理条件的优化于艳萍\郑旭2(1.吉林大学动物科学学院，吉林长春130062; 2.长春大成实业集团研发中心生化词料实验室，吉林长春130062)[摘要]优化玉米秸秆预处理条件，测定其纤维素、半纤维素和木质素的含量，使其在生产过程中减少 环境污染，降低生产成本和提高产率。

将玉米秸秆切段除尘称量，先用亚硫酸氢钠浸泡，之后通过汽爆或蒸 煮，再用氨水浸泡，然后烘干粉碎用蒸汽压力锅灭菌，最后进行液相色谱分析。

结果表明，利用多种预处理方 法相结合，使得纤维素、半纤维素、木质素分离开，切断其氢键破坏晶体结构，降低聚合度，有效去除木质素，提高纤维素、半纤维素的转化利用率。

以亚硫酸氢钠浸泡24小时、3.0兆帕未挤干汽爆、氨水浸泡2小时的 表现较好。

[关g词]玉米秸秆；预处理条件；转化利用率我国盛产玉米秸秆，但对其利用不髙，研究玉米 秸秆如何生产原料糖是提高秸秆利用率的有效方 法，是推动玉米秸秆资源利用发展的重要选择。

目前玉米秸秆的预处理方法主要有酸处理法、微波处 理法、碱处理法、氨水处理法和蒸汽爆破法等。

其 中，酸处理法应用较早，其中以硫酸应用最多，但酸 处理反应后存留大量废酸，处理成本比较高，对环境 有污染;微波处理具有高效率无污染的优点，但费 用较髙难以得到工业化应用[2];碱处理法中氢氧化 钠效果很好，但后续处理用酸中和费用较高；氨水处 理法的效果较好，但氨水的高挥发性造成利用率比 较低;蒸汽爆破法预处理成本低、无污染及耗能少的 特点而具有更好的效果W。

笔者等结合多种秸秆预 处理方法，以玉米秸秆为原料，以去除秸秆木质素，提高纤维素、半纤维索的转化利用率为目标，进行秸 秆预处理条件优化试验，以期为有效转化和利用玉 米秸秆资源，提高其经济效益的途径提供基本数据 支持。

1 材料与方法1.1 试验材料玉米秸秆：为长春大成集团兴隆山工业园区提 供，自然风干，主要成分为纤维素42. 96%，半纤维 素 20. 96%，木质素 22.00%。

玉米秸秆加工包装材料化学预处理条件研究摘要以玉米秸秆为原料研究化学预浸与机械磨浆相结合生产包装材料试验结果表明,玉米秸秆的最佳预处理条件为:浸渍液浓度1.5%,蒸养温度100 ℃,保温45 min,其纸浆得率为67.8%;制浆过程中产生的废液全部循环回用,实现了洁净生产。

关键词玉米秸秆;包装材料;化学预处理;条件StudyonChemicalPretreatmentConditionofPackagingMaterialsProcessingbyCorn StrawZHANG Xin-aiGUAN Run-ling(Luoyang Insitute of Science and Technology,Luoyang Henan 471023)AbstractTaking corn straw as raw material,processing packaging materials by chemical presoaking combined mechanical refining methods was studied. The results showed that the best conditions of heating steam curing:solution concentration 1.5%,temperature 100 ℃,heat preservation time 45 minutes. The pulp yield was 67.8%. All the waste liquor in the process was recycled to reach the goal of cleaner production.Key wordscorn straw;packaging materials;chemical pretreatment;conditions我国每年秸秆产量达6.4亿t,其中玉米秸秆1.7亿t[1]。