酸法水解秸秆条件的优化

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1、酸法水解秸秆条件的优化摘要：采用酸法水解秸秆，以水解液中还原糖含量为指标，设计单因素试验考察水解剂、酸浓度、料液比、水解温度和水解时间等因素对水解效果的影响，并在此基础上采用正交试验设计对水解条件进行优化。结果表明，以稀硫酸为水解剂水解效果好于乙酸和水。优化的水解条件为水解时间1.0h、稀硫酸质量分数5%、料液比1∶15（m秸秆∶v稀硫酸，g/ml）、温度120℃，该条件下水解液中还原糖含量为23.47g/l。活性炭和ca（oh）2配合使用可以有效地对水解液进行脱色，脱色率达46%。关键词：秸秆；酸水解；还原糖；优化中图分类号：s216.2文献标识码：a文章编号：0439-8114（201

2、2）23-5436-03optimizationofhydrolysisconditionsofcornstalkbyacidmethodliuping1a，zhangzhu1b，zhongxiang2，baowen-ju1a，wenshao-hong1a（1a.collegeoflifescience，1b.wenjingcollege，yantaiuniversity，yantai264005，shandong，china；2.yantaientry-exitinspectionandquarantinebureau，yantai264000，shandong，china）abstra

3、ct：cornstalkwashydrolyzedbyacidmethod.usingthecontentofreducingsugarinhydrolysatesasindicator，theeffectsofhydrolyzingsolvent，concentrationofacid，solidtoliquidratio，hydrolyzingtemperatureandtimeonhydrolyzingwerestudiedbysinglefactortests，basedonwhichorthogonaldesignwasconductedtooptimizethehydrolys

4、isconditions.theresultshowedthatsulfuricacidwasbetterhydrolyzingsolventthatwaterandaceticacid.theoptimumhydrolyzingconditionswere，hydrolyzingtime，1.0h；massfractionofsulfuricacid，5%；solidtoliquidratio，1∶15（m∶v，g/ml）；andhydrolyzingtemperature，120℃.undertheseconditions，thecontentofreducingsugarinhydr

5、olysatescouldbe23.47g/l.activatedcarboncombiningwithca（oh）2coulddecolorizethehydrolysateseffectivelyasthedecolorationratereachedupto46%.keywords：straw；acidhydrolysis；reducingsugar；optimization中国每年会产生数亿吨农作物秸秆，其价格低廉、分布广泛，但目前的利用率极低，绝大多数被焚烧，这不仅是对资源的极大浪费，还会对生态环境造成严重破坏[1]。秸秆的主要成分为纤维、半纤维和木质素[2]，以其为原料，通过酸

6、解或酶解法结合生物转化法制备琥珀酸、乳酸、乙醇等代谢产物，既可避免环境污染，又可实现生物质能源的高效利用，带来较大的经济和社会效益[3]。酸法水解是转化秸秆常用的水解工艺，酸与秸秆原料反应，水解其中的纤维素和半纤维素，使其转化为单糖，预处理后的原料中木质素含量不变，半纤维素含量很少，纤维素的含量和聚合度有一定下降[4]。而酸解后的秸秆水解液含有糖类、微量元素等营养成分，可以被一些微生物利用，用于生产2，3-二丁醇[5]、乙醇[6，7]、甘油三酯[8]等工业原料。本研究利用稀酸水解秸秆，以水解液中的还原糖含量为指标，设置单因素试验考察水解剂、酸浓度、料液比、水解温度和水解时间等因素对秸秆水解

7、的影响，并通过正交试验优化水解条件，为秸秆资源的开发利用提供理论依据。1材料与方法1.1材料试验用玉米秸秆采自烟台郊区农田，干燥后粉碎至30目备用。1.2试验方法1.2.1单因素试验将粉碎后的秸秆粉末与酸溶液按比例混合，加热一定时间进行水解，采用3，5-二硝基水杨酸（dns）法[9]测定水解液中还原糖含量。设置单因素试验考察溶剂、酸浓度、料液比、水解温度和水解时间对水解效果的影响。①水解溶剂。分别以水、4%的硫酸或4%的