检索结果-内蒙古大学图书馆

过程工程学报 2023年第10期23卷 1488-1496页

作者：姚长洪王岚陈洪章中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190 中国科学院过程工程研究所生物质炼制工程北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

降低酶解过程中纤维素酶用量是克服木质纤维素资源炼制过程经济关的关键因素。本研究探索了秸秆汽爆分级后长短纤维酶解性质的差异及其来源,以及利用汽爆分级降低用酶量的可能性。结果表明,分级后的短纤维酶解难度较长纤维显著降低,其... 详细信息

降低酶解过程中纤维素酶用量是克服木质纤维素资源炼制过程经济关的关键因素。本研究探索了秸秆汽爆分级后长短纤维酶解性质的差异及其来源,以及利用汽爆分级降低用酶量的可能性。结果表明,分级后的短纤维酶解难度较长纤维显著降低,其酶解率在用酶量仅5 FPU/g DM的情况下即可超过长纤维在20 FPU/g DM时的酶解率,将用酶量降低75%,这主要是由于长短纤维的组织来源不同。由于力学强度的差别,汽爆后秸秆不同组织粒径各异,为分级提供了基础。短纤维主要由来自髓芯的薄壁细胞组成,纤维素结晶度较低,较长纤维具有更低的酶解难度。此外在短纤维酶解过程中束缚水释放更加充分,提高了传质效率,有利于降低产物抑制对酶活性的影响。本研究为提高木质纤维素原料均一性提供了一种有效的方法,对木质纤维素资源的开发具有重要意义。

关键词：汽爆分级玉米秸秆酶解性能用酶量力学强度传质效率

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生物质基酸性低共熔溶剂用于高效溶解木质素及溶解机理

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物理化学学报 2023年第7期39卷 89-99页

作者：韩慧贤陈澜赵建成于海涛汪洋闫何恋王英雄薛智敏牟天成北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京100083 中国科学院煤炭化学研究所生物炼制山西工程研究中心太原030001 中国科学院大学材料科学与光电工程中心北京100049 太原理工大学化学学院太原030024 中国人民大学化学系北京100872

设计能高效溶解木质素的溶剂对木质素的高值化利用具有重要意义。本文中设计了基于氯化胆碱、甜菜碱和左旋肉碱作为氢键受体(HBA)和四种氢键供体(HBD)的生物质衍生的酸性低共熔溶剂(DESs),可以溶解包括碱木质素(AL)、脱碱木质素(DAL)、... 详细信息

设计能高效溶解木质素的溶剂对木质素的高值化利用具有重要意义。本文中设计了基于氯化胆碱、甜菜碱和左旋肉碱作为氢键受体(HBA)和四种氢键供体(HBD)的生物质衍生的酸性低共熔溶剂(DESs),可以溶解包括碱木质素(AL)、脱碱木质素(DAL)、酶解木质素(EHL)和硫酸盐木质素(KL)在内的不同类型的木质素。在大多数所设计的DESs中,EHL比AL、KL和DAL更容易溶解,而不同木质素中羟基的含量对木质素的溶解有显著影响,但是并非在所有DESs中木质素的溶解情况都符合上述规则。氯化胆碱是构建DESs的首选HBA,具有良好的性能并适应于不同类型木质素的溶解,而合适的酸度使苯甲酸和没食子酸乙酯成为对木质素溶解有利的HBDs。研究表明能有效溶解木质素的DESs应具有强的氢键酸度(α值>0.95)以及与溶解的木质素匹配的合适极性。此外,HBD的pKa值和DESs的酸度也是评价酸性DESs溶解木质素性能的有效指标。通常具有适中pKa值的HBDs能够用于构建具有高效的木质素溶解性能的DESs。DESs的粘度对木质素溶解也有一定影响,较低的粘度有助于木质素溶解。

关键词：木质素溶解低共熔溶剂生物质衍生溶剂氢键酸度极性

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杨木纤维细胞与薄壁细胞酶解性能差异性研究

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生物质化学工程 2023年第2期57卷 21-28页

作者：李名路王岚陈洪章中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室生物质炼制工程北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100190

以杨木为原料,经冰醋酸-过氧化氢处理得到杨木纤维细胞和薄壁细胞,加入纤维素酶进行酶水解,考察了纤维细胞与薄壁细胞酶解性能的差异性,并对酶水解过程的影响因素、水分分布状态规律和力学性能进行分析。研究结果表明:薄壁细胞具有更高... 详细信息

以杨木为原料,经冰醋酸-过氧化氢处理得到杨木纤维细胞和薄壁细胞,加入纤维素酶进行酶水解,考察了纤维细胞与薄壁细胞酶解性能的差异性,并对酶水解过程的影响因素、水分分布状态规律和力学性能进行分析。研究结果表明:薄壁细胞具有更高酶促反应可及性,酶解72 h可发酵糖达到208.6 g/L,较纤维细胞提高8.5%。在相同木糖得率(59%)下,薄壁细胞酶用量比纤维细胞降低了50%;在高固体系(固形物的量大于15 g/mL)下,薄壁细胞的酶解率提高了15.4%~33.3%。水分分布状态表明,薄壁细胞在酶解过程中水束缚作用更弱,具有更好的液化性能。根据力学性能分析发现酶水解过程的前24 h是决定纤维细胞与薄壁细胞酶解性能差异的关键阶段。此外,薄壁细胞在酶解过程中力学性能较弱,有助于节约能耗和缩短转化周期。

关键词：纤维细胞薄壁细胞酶水解水分分布力学性能

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汽爆秸秆对磷矿粉溶解作用及其溶解残渣对小麦生长的影响

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生物质化学工程 2020年第4期54卷 23-29页

作者：刘菲菲王岚李佐虎陈洪章中国科学院过程工程研究所生物质炼制工程北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

为探究生物质对磷矿粉的溶解作用,以玉米秸秆为原料,利用蒸汽爆破(汽爆)技术释放有机酸,在高温水热条件下溶解磷矿粉并制备含磷腐殖酸。通过实验对汽爆秸秆溶解磷矿粉工艺进行了探究及优化,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜... 详细信息

为探究生物质对磷矿粉的溶解作用,以玉米秸秆为原料,利用蒸汽爆破(汽爆)技术释放有机酸,在高温水热条件下溶解磷矿粉并制备含磷腐殖酸。通过实验对汽爆秸秆溶解磷矿粉工艺进行了探究及优化,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线荧光光谱(XRF)进行分析和表征。研究结果表明:15 g汽爆秸秆与1 g磷矿粉以及75 mL水在170℃、加入10%CaCl2的条件下,反应3 h的溶磷量为1.46 mg/g(以秸秆质量计,下同)。加入与磷矿粉相同质量的NaHSO4后可使体系pH值降低至2,pH值的降低是磷溶出的关键因素,溶磷量提高为13.10 mg/g。溶磷后的秸秆制备腐殖酸作为小麦盆栽肥料,用量0.2%时,小麦株高、根长、叶绿素含量和相对电导率均显著高于空白组。

关键词：玉米秸秆蒸汽爆破磷矿粉溶解腐殖酸

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高固多相生物反应工程

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过程工程学报 2018年第5期18卷 918-923页

作者：王岚刘阳陈洪章中国科学院过程工程研究所生物质炼制工程北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100190

以木质纤维素高固酶解发酵为例,高固形物及其复杂的理化性质会导致体系出现＂固体效应＂和＂水束缚效应＂,形成传质速度较低的固液气和微生物复杂多相体系,影响木质纤维素生物转化速率;同时,固形物增加及由此产生的高固酶解发酵流变学... 详细信息

以木质纤维素高固酶解发酵为例,高固形物及其复杂的理化性质会导致体系出现＂固体效应＂和＂水束缚效应＂,形成传质速度较低的固液气和微生物复杂多相体系,影响木质纤维素生物转化速率;同时,固形物增加及由此产生的高固酶解发酵流变学特性使以剪切力为主导的机械搅拌在高固多相体系下具有不适应性（会导致酶或微生物活性降低）,从而对搅拌方式、反应器及过程设计放大等提出新的要求.本工作基于课题组多年的研究,提出高固多相生物反应工程的理念,从固体基质特性入手剖析影响高固多相生物反应速率的关键因素,提出了以周期法向力为动力源的过程强化方法,开发出周期蠕动高固多相生物反应系统,以期为高固多相生物反应工程研究提供理论和技术支持.

关键词：高固多相生物反应工程固体效应水束缚流变学周期过程强化

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规模化纤维素乙醇的困境与出路

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高科技与产业化 2018年第6期24卷 55-61页

作者：王岚赵启红陈洪章中国科学院过程工程研究所生物质炼制工程北京市重点实验室

现阶段国外的纤维素乙醇示范工程＂纷纷下马＂,规模化工业生产过程面临诸多难题。主要原因是在纤维素生物炼制乙醇过程中,对木质纤维素发酵原料的固体基质特性认知不足,且现有的纤维素乙醇生产线盲目套用粮食乙醇生产技术,造成一系列纤... 详细信息

现阶段国外的纤维素乙醇示范工程＂纷纷下马＂,规模化工业生产过程面临诸多难题。主要原因是在纤维素生物炼制乙醇过程中,对木质纤维素发酵原料的固体基质特性认知不足,且现有的纤维素乙醇生产线盲目套用粮食乙醇生产技术,造成一系列纤维素乙醇发酵过程中的技术难题。

关键词：纤维素乙醇生物乙醇流变学力学特性固体基质发酵过程木质纤维素原料生物燃料乙醇纤维素酶

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固态发酵多孔介质的质热传递过程研究

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生物产业技术 2018年第3期 73-79页

作者：刘阳陈洪章王岚中国科学院过程工程研究所生物质炼制工程北京市重点实验室中国科学院大学北京100190

固相基质是微生物固态发酵的营养源并提供微生物生长所需空间。然而,固相基质导热效率低、复杂物理结构构成了体系内部质热传递的重要屏障。基于多孔特征的质热传递模型并采用数值模拟方法,剖析多孔介质内部质热传递过程以及气相双动态... 详细信息

固相基质是微生物固态发酵的营养源并提供微生物生长所需空间。然而,固相基质导热效率低、复杂物理结构构成了体系内部质热传递的重要屏障。基于多孔特征的质热传递模型并采用数值模拟方法,剖析多孔介质内部质热传递过程以及气相双动态内循环在强化生物质多孔体系内部质热传递过程的重要性。

关键词：多孔介质质热传递气相双动态固态发酵

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影响固态发酵装料系数的因素及其强化措施

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生物产业技术 2018年第3期 59-62页

作者：王岚孙乐乐陈洪章中国科学院过程工程研究所生物质炼制工程北京市重点实验室中国科学院大学北京100190

固态发酵是一项清洁、节能的生物发酵技术,随着能源问题的突出,固态发酵技术愈发显出其在生物技术领域重要的地位。然而固态发酵反应器的装料系数过低已经成为固态发酵过程工业发展的限制性瓶颈。从传递的角度对固态发酵过程中的温度梯... 详细信息

固态发酵是一项清洁、节能的生物发酵技术,随着能源问题的突出,固态发酵技术愈发显出其在生物技术领域重要的地位。然而固态发酵反应器的装料系数过低已经成为固态发酵过程工业发展的限制性瓶颈。从传递的角度对固态发酵过程中的温度梯度等问题进行剖析,提出了以粮仓效应为原理的新型工艺手段,为固态发酵的规模放大提供指导。

关键词：固态发酵高固多相质热传递粮仓效应装料系数

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固态发酵培养基对微生物生长影响及其配置原则

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生物产业技术 2018年第3期 55-58页

作者：王岚刘阳陈洪章中国科学院过程工程研究所生物质炼制工程北京市重点实验室中国科学院大学北京100190

固态培养基是保证固态发酵体系中微生物生长代谢的基础物质。然而,固态培养基多以天然生物质材料为主体,复杂的固相基质结构构成了固态发酵体系中底物降解、质热传递等过程的重要障碍。在分析固相基质的多孔特性及其在固态发酵中的重要... 详细信息

固态培养基是保证固态发酵体系中微生物生长代谢的基础物质。然而,固态培养基多以天然生物质材料为主体,复杂的固相基质结构构成了固态发酵体系中底物降解、质热传递等过程的重要障碍。在分析固相基质的多孔特性及其在固态发酵中的重要性的基础上,提出固态发酵培养基配置的新要求,以期进一步改善固态发酵效果。

关键词：固态发酵固相培养基多孔特性营养特性

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生物能源固态发酵应用的研究进展

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生物产业技术 2018年第3期 41-44页

作者：王岚赵启红陈洪章中国科学院过程工程研究所生物质炼制工程北京市重点实验室中国科学院大学北京100190

生物能源是改善我国能源结构、实现经济可持续发展的重要途径,其产业化技术的突破将加快以生物质能源替代化石能源的步伐。高能耗、水耗以及大量有机废水等问题严重限制了传统液体发酵的发展前景。近年来对固态发酵原理和应用的研究使... 详细信息

生物能源是改善我国能源结构、实现经济可持续发展的重要途径,其产业化技术的突破将加快以生物质能源替代化石能源的步伐。高能耗、水耗以及大量有机废水等问题严重限制了传统液体发酵的发展前景。近年来对固态发酵原理和应用的研究使得清洁、节能的固态发酵已然成为发酵工业的关注热点。从固态发酵的原理和应用现状方面着重介绍其在生物能源领域中应用的研究进展。

关键词：生物能源纤维素乙醇纤维素丁醇木质纤维素过程调控

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