阴离子交换树脂对玉米秸秆蒸汽爆破预处理液的选择性脱毒

【摘要】：分别以糖-酸-醛模拟液和玉米秸秆蒸汽爆破预处理液为实验材料,比较了4种典型的阴离子交换树脂的选择性交换吸附脱毒性能,从中筛选出大孔型苯乙烯系阴离子交换树脂D301。D301树脂可以选择性地吸附脱除模拟液大部分酸类和呋喃醛类抑制物,但几乎不吸附糖类。其中,酸类的交换吸附符合Freundlich多分子层等温吸附特征,而糖类和呋喃醛类符合Langmuir单分子层吸附特征。在玉米秸秆蒸汽爆破预处理液中,D301树脂仍然保持对酸和呋喃醛类抑制物的选择性交换吸附性能,但是受未知成分杂质的复杂交换作用的影响和干扰,它对酸类和糠醛类抑制物的总脱除率由70.2%显著下降至44.5%,降幅达36.6%;而对单糖类的吸附率由1.2%大幅急剧提高至25.5%～37.9%,增幅达20～31倍;低聚木糖和低聚葡萄糖的吸附率分别达到13.7%和10.6%。采用减压蒸发浓缩与树脂吸附相结合联合脱毒方法可脱除69.1%和94.4%的酸类和醛类,脱除75.4%色素类和33.9%木质素分解物质,同时造成糖类损失16.3%。联合脱毒方法可以有效提高玉米秸秆蒸汽爆破预处理液的发酵生产性能,但是距离工业化发酵生产水平的差距仍然较大,仍需要针对木质纤维原料预处理体系的脱毒技术开展更加广泛和深入的研究工作。 【作者单位】： 南京林业大学化工工程学院;林木遗传与生物技术教育部重点实验室;江苏省生物质绿色燃料与化学品重点实验室;
【关键词】： 木质纤维资源生物炼制 抑制物脱毒 阴离子交换树脂 蒸汽爆破预处理 乙醇发酵
【基金】：林业公益性行业专项(201004001) 国家自然科学基金资助项目(31070514) 江苏省科技支撑计划(BE201171118)
【分类号】：TQ352
【正文快照】： 预处理是木质纤维类资源生物炼制的首要技术环节,目前主流的预处理技术为蒸汽爆破和稀酸法等[1-3]。这些预处理过程中,受高温、高压和酸催化的影响原料中的聚糖、木质素及其他有机成分都会产生不同程度的分解和降解作用,并生成如小分子酸、醛和酚类等成分和结构复杂的一系列

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