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1、酿酒科技!“#年第$期 （总第%20.1472;3E*2(7D.1.420=7.6762F1=40)33220=，D102.702C.;.CD3.CD.4202.47.6732(.I ;)C-2;)37D1.F3-7.7 D1.04：0202047)47D.442F3-7;.E3*72-2F207;.4ECD02.7)*7D1.*E;02.7;.407)47D.442F302.7.6732(27D1.*E;047K20-7-2(-7)66232)0。由己糖通过酿酒酵母发酵生成乙醇是很成熟的工艺， 当采用纤维素酶水解木质生物资源制造乙醇时， 纤维素酶必须接触吸附到纤维素底物上才能使反应进行， 因
2、此， 纤维素对纤维素酶的可及性是决定水解速度的关键因素。 木素的存在阻碍了纤维素对酶的可及性:%;， 并且， 纤维素的结晶区、木质生物资源的表面状态、木质生物资源的多组分结构、 木素对纤维素的保护作用以及纤维素被半纤维素覆盖等结构与化学成分的因素致使木质生物资源难以水解。木质生物资源随着种类的不同， 结构与化学成分存在差异， 对酶的可及性也有所差异。 总的来讲， 未经预处理的天然状态的木质生物资源的酶解率小于!“ 7:%;。因此， 必须对原料进行预处理， 将纤维素、 半纤维素和木素进行分离， 打破纤维素的结晶结构， 提高纤维素对酶的可及性， 使纤维素酶渗透进纤维素， 从而有效地酶解纤维素:!;
3、。木质生物资源的预处理方法大致可分为物理方法、化学方法或上述方法的综合。%物理方法物理方法预处理包括机械粉碎法和液态热水法。 %*%机械粉碎法机械粉碎法主要是利用削片和粉碎等机械手段将物料处理成细小颗粒!削片的颗粒大小为“#$%# 降到%时，木糖的回收率从的条件下以石灰来处理甘蔗渣， 反应时间% ;， 甘蔗渣的酶可及性显著提高/%0。碱法预处理对反应器的要求不像酸法那样苛刻， 因而反应器的成本比酸法的低。 碱法预处理的缺点是容易造成环境污染， 在进行废水和残余物的回收处理时导致成本提高。可用于木质生物资源预处理的碱有石灰、氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢氧化铵、 氢氧化钙。石灰和氢氧化钙的优势是原料
4、成本低， 操作安全， 并通过向不溶性的碳酸钙通入二氧化碳气体进行反应， 生成石灰， 可回收再用。 !*E-FG等+%2$年.比较了蒸汽爆破法对于混合树种的阔叶材木片、 稻壳、 玉米棒、 甘蔗渣等木质纤维原料的预处理效果。在!“B!#“ ，预处理阔叶材木片、 稻壳、 甘蔗渣% HI9， 提高了酶水解速率； 与未经处理的木质纤维原料比较， 蒸汽爆破法预处理对于酸水解没有效果； 研究同时发现， 木质纤维原料经过蒸汽爆破法预处理后储存$个月再进行酶水解与经过蒸汽爆破法预处理后很快进行酶水解没有区别/%20。C7JFI9:G等+%22“.以蒸汽爆破法在!把蒸汽爆破法处理物料所发生的物理和化学变化归因于半
5、纤维素的去除， 半纤维素的去除提高了酶对纤维素微纤丝的可及性， 酶对纤维素的可及性与半纤维素的去除程度成正比。蒸汽爆破之后，物料颗粒大小的降低以及纤维孔隙容积的提高对提高纤维素的酶可及性效果不太显著!*$。 -等 （*?3/） 在对木材的蒸汽爆破预处理作了大量研究后， 以预处理温度和预处理时间为参数， 建立数学模型来确定蒸汽爆破的程度， 引入了 “反应顺序” 的概念!“研究了蒸汽爆破对于阔叶木材的形态及物理性质产生的影响， 发现当预处理压力大于 “C3 4DA:“#0 E;， 预处理时间为*) F7=时， 木材的微纤丝相互间完全分离， 当延长预处理时间时， 微纤丝变厚、 变短， 结晶度提高了*
6、C对经过蒸汽爆破预处理的木材作了进一步的热分析， 结果显示， 在适当的预处理条件下， 蒸汽爆破有助于脱除木素。对于脱除木素程度的考察是基于木素的玻璃化转变温度:G;， 当蒸汽温度达到G时， 木素的脱除程度最高。 当预处理温度和压力保持不变，G峰值在预处理时间达到“ F7=时上升， 当预处理时间超过“ F7=时，G峰值开始下降；当预处理时间保持不变时，G峰值随着预处理温度和压力的提高而上升。 这种现象被称为木素的重新聚合， 因此， 对于阔叶材,B79AHAIA， 预处理压力为“C3 4DA， 预处理时间为“ F7=是最佳脱木素条件!“3$。A=ABA6B7等:*?33;研究了蒸汽爆破预处理对于木
7、材产生的化学效果， 在蒸汽作用下， 即使反应条件温和:“C0 4DA2 * F7=;， 半纤维素组分也很容易水解成低聚糖。当反应条件剧烈时， 半纤维素进一步水解成单糖，但也相应的提高了糠醛和8!8?ABCDC等+%0$.分别对白杨、 麦草、 麦糠、 紫花苜蓿梗进行蒸汽爆破法和氨纤维爆破法预处理， 然后进行酶水解， 发现蒸汽爆破法溶解掉半纤维素， 而氨纤维爆破法对半纤维素溶解程度不大/R5)-)FDCBD85D )Q -P-)?)PC; ,;R5)-)FKI !“#I 06H6URP-8B5 MI W5 VI D B-* W ;)8GBCC B5Y ?DB8 GCDCBD85D? )Q ?PFB
8、C ;B5SBFB? Q)C SC?DRB5)-/T1* N?)PC;? D;R5)-)FKI !“!I $%H D ,;R5)-)FKI $I %00I %0HU0U$%*/#1B-8XCYB- N* OC85DBD-P!“#$% ?.=P5D,$! 4 E; Q*)$I* L; E*8 Q R; ,+ *!6 S),+),*+1,/+ “2 ,!A!“F K“K!*) #*F(8#+ 0 K),#8), %“I$/: $/ F*+,)3456LKK!$,(7$“% MNN;CO.?AAOC63M=5D“!, E; E8+ T!*#/,) ; ,+ *!6 S)“%,# (,#$:/ */(
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