时间:2017-07-14 15:19
常用的木质纤维素原料预处理的物理方法有:
机械粉碎、高能辐射、微波处理和高温分解等,主要目的是通过改变原料的物理结构来增加纤维素与酶接触的表面积。 中国传统的砂浆生产就是在施工现场让施工单位现场搅拌,这样的方式生产的缺点就是生产效率低,质量难以控制。而且在施工场地堆放原材料,不仅占用了施工场地,又不利于文明施工。
1.1机械粉碎
用球磨、振动磨、辊筒等将纤维素原料进行粉碎处理,木质素仍然被保留,但木质素和半纤维素与纤维素的结合层被破坏,半纤维素、纤维素和木质素的聚合度降低,纤维素的结晶构造改变。粉碎处理可提高反应性能和提高水解糖化率,有利于酶解过程中纤维素酶或木质素酶发挥作用。粉碎处理提高糖化率的程度有限,且能耗较高,占工艺过程总耗能的50%~60%,对有些材料,粉碎处理也不一定合适。
1.2高能辐射
高能辐射(γ射线、电子辐射等)可使纤维素物质的聚合度降低,结晶度减小,吸湿性增加,这些都有利于纤维素的酶水解。辐射处理的成本达138~156美元/t。比研磨成本还高,目前还很难用于大规模生产。2.1 在养殖业中的应用
1.3微波处理法
微波对纤维物料处理也能明显改善纤维素的酶水解。据报道,将红松、蔗渣、稻草、花生壳等放在密闭容器里进行微波处理,维持160~180℃,其糖化效果明显。但是,这种试验目前还停留在实验室阶段。
1.4高温分解
在温度高于300℃时处理纤维质原料,纤维素会迅速分解,产生气体产物和焦状残渣,而在较低的温度下,纤维素分解较慢且产生挥发性较弱的物质。
添加可再分散乳胶粉,可增加水泥砂浆颗粒与聚合物膜之间的密实结合度。粘结力的增强,相应地提高了砂浆承受切应力的能力,使得磨损率降低,耐磨性提高,延长了砂浆的使用寿命。
用强酸水解(摩尔浓度0.5mol/L的H2SO4,97℃、2.5h)、高温处理后的残渣可将80%~85%的纤维素转化为还原糖,其中50%以上是葡萄糖。在高温分解过程中,当有氧气存在时可提高其分解效率。当有氯化锌或者碳酸钠催化时,纤维素的分解可在较低的温度下进行。
一般来讲,物理法处理木质纤维素材料的优点在于,对环境污染较小,且过程较为简单,但物理法处理需要较高的能量和动力,因此会增加生产成本。
把地球上最丰富的可再生资源——木质纤维素降解后加以利用多年来一直是人们研究的热点,寻找高催化活性、低成本的木质纤维素酶则是这个领域的研究难题之一。细菌和真菌中都存在有复杂的木质纤维素酶水解系统,虽然其水解微晶纤维素的能力非常强,但是由于其复合物的分子量十分巨大,并且单个组份又不具有水解微晶纤维素的能力,所以人们试图从其他物种中寻找更符合工业应用以及更具有应用前景的木质纤维素酶。随着对木质纤维素酶研究的不断深入,以及生物化学、分子生物学、生物信息学以及基因工程等多种交叉学科的快速发展,不久的将来一定会获得适合工业生产的高比活力的木质纤