酸法水解秸秆条件的优化酸法水解秸秆条件的优化.doc

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1.0 h、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23.47 g/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（2012）23-5436-03 optimization of hydrolysis conditions of corn stalk by acid method liu ping1a，zhang zhu1b，zhong xiang2，bao wen-ju1a，wen shao-hong1a （1a.college of life science， 1b. wenjing college， yantai university， yantai 264005， shandong， china； 2.yantai entry-exit inspection and quarantine bureau， yantai 264000， shandong， china） abstract： corn stalk was hydrolyzed by acid method. using the content of reducing sugar in hydrolysates as indicator， the effects of hydrolyzing solvent， concentration of acid， solid to liquid ratio， hydrolyzing temperature and time on hydrolyzing were studied by single factor tests， based on which orthogonal design was conducted to optimize the hydrolysis conditions. the result showed that sulfuric acid was better hydrolyzing solvent that water and acetic acid. the optimum hydrolyzing conditions were， hydrolyzing time， 1.0 h； mass fraction of sulfuric acid， 5%； solid to liquid ratio，1∶15（m∶v， g/ml）； and hydrolyzing temperature， 120 ℃. under these conditions， the content of reducing sugar in hydrolysates could be 23.47 g/l. activated carbon combining with ca（oh）2 could decolorize the hydrolysates effectively as the decoloration rate reached up to 46%. key words： straw； acid hydrolysis； reducing sugar； 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的影响，并通过正交试验优化水