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随着中国造纸产业原料结构和产品的调整,二次纤维的使用比例越来越大,二次纤维成分复杂,在干燥时会发生不可逆角质化,这就需要丢弃一部分的废纸原料。废纸具有来源广、环境友好、成本低的特点。这些原料主要含有纤维素、半纤维素和木质素,是纤维素乙醇生产的潜在原料。废纸中的木质素及填料对纤维素酶存在一定的无效吸附,影响废纸的酶水解效率。本文通过对二次纤维进行分级处理找到影响酶水解的主要因素,探讨四种不同预处理方法及添加阳离子助剂对二次纤维酶水解效率的影响,并与未处理二次纤维酶水解进行对比研究。主要结论如下:二次纤维经过分级处理,对不同级别的二次纤维进行酶解,其中R80-180(纤维长度介于80目与180目之间的纤维)葡萄糖得率最高(80.33%),其次是R80(纤维长度大于80目纤维)葡萄糖得率(79.72%),R180(纤维长度小于180目纤维)葡萄糖得率最低(55.36%)。R80纸浆中添加1%、5%、10%、15%、20%的R80-180、R180分别进行复配酶解,当R80-180添加量为15%时,葡萄糖得率最高,主要是因为加入R80-180,体系的比表面积增大,纤维素酶与纤维素的接触度提高;添加不同比例的R180葡萄糖得率降低,主要是因为R180中纤维素含量低,且含有大量的杂质,使得纤维素酶产生大量的无效吸附且中毒,使得酶活性降低或丧失。从四种不同级别纸浆的扫描电镜图看出,R80表面光滑,R80-180表面呈绒毛状,拥有较大的比表面积,能很好的与纤维素酶接触,而R180表面拥有一层覆盖物,会提高纤维素酶的无效吸附,从而降低葡萄糖得率。R80添加R180其酶解葡萄糖得率降低,可以推测出R180中含有抑制酶水解的抑制物。经等离子光谱(ICP)检测,二次纤维中含有大量的金属离子,其中对酶水解有抑制作用的包括Fe3、Al3+、Mn2+、Mg2+,因此在酶解时加入EDTA,能有效降低金属离子的影响。二次纤维经过Na2SO3、H2O2、HCl、水预处理后酶解,过氧化氢预处理酶解得率最高(91.67%),其次是亚硫酸钠预处理(87.57%)。对预处理前后的二次纤维进行比表面积及结晶度测定、扫描电镜观察,研究表明,预处理后二次纤维表面分丝帚化,比表面积增加,小孔数目增加,木素含量有所降低,纤维素可及性提高。二次纤维酶水解过程中加入阳离子助剂(Cationic Polyacrylamides简称CPAM,Polyetherimide简称PEI、分散剂)及表面活性剂,结果表明,相同反应条件下,添加分散剂的二次纤维纤维素酶水解效率最高,其次是添加PEI、表面活性剂、CPAM。对添加助剂的二次纤维进行接触角测定,探讨亲水性对酶水解的影响,其中添加分散剂的二次纤维接触角(39.9°)最小,其次是PEI、CPAM,添加助剂的二次纤维接触角均小于原浆(52.2。),这表明添加助剂能够有效提高物料的亲水性,亲水性是影响酶水解的一个重要原因。纤维素酶吸附结果表明,2h前未添加助剂的二次纤维对纤维素酶的吸附量最大,其次为CPAM,PEI,添加分散剂的二次纤维对纤维素酶的吸附量最小。由此可知,提高底物的亲水性可降低对纤维素酶的无效吸附,从而促进纤维素酶水解。