荻的蒸汽爆破预处理研究

研究了蒸汽爆破预处理对荻化学组成变化以及纤维素酶水解效率的影响,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱等分析爆破预处理对荻纤维形态、结构的影响.结果表明:蒸汽爆破预处理后物料中绝大部分半纤维素发生降解,部分木质素降解溶出,纤维素的相对含量有所提高;蒸汽爆破预处理后荻纤维表面和细胞壁受到不同程度的破坏,纤维素绝对结晶度降低,有利于酶水解作用进行;未处理原料的酶水解效率仅为14.38%,,蒸汽爆破预处理后纤维素酶水解效率最高达到了88.95%,.     

生物乙醇生产及木质纤维素稀酸预处理的研究进展(英文)

作为一种汽油替代品,液体燃料因其可持续及环境友好的特点引起了人们的广泛兴趣.文中介绍了几种能够替代汽油的液体燃料:生物甲醇、生物乙醇和生物丁醇,指出生物乙醇最具潜力.对生产生物乙醇的原料进行了概述,指出由于政策性限制,使用淀粉或糖来生产乙醇受到制约,因此人们转向利用木质纤维原料来生产乙醇.在分析了各种木质纤维原料不同的预处理方法后,指出稀酸或稀酸与蒸汽爆破相结合的方法具有经济可行性,但稀酸预处理木质纤维易产生糠醛、羟甲基糠醛、木素小分子等发酵抑制物,因此在未来设计生物质转化液体燃料时要考虑减少这类物质的生成,降低其后续影响.     

蒸汽爆破处理对板材渗透性的影响

对柞木(蒙古栎)板材和红栎板材进行了压力为0.25、0.40和0.55 MPa的蒸汽爆破预处理,并测量了板材在爆破以后的横向气体渗透性.与未爆破板材的横向气体渗透性相比,经过蒸汽爆破预处理后板材的渗透性得到不同程度的提高,而且蒸汽爆破处理的压力越大及处理温度越高,处理后板材的渗透性越大;板材的厚度越薄,蒸汽爆破处理后其渗透性越大.爆破次数对板材的渗透性也有一定的影响,爆破次数越多,其渗透性越大.     

预处理方法对城市落叶生物降解影响的研究

以城市落叶为原料,经试剂预处理后再用纤维素降解菌降解落叶,研究了酸处理、碱处理、常温浸泡及蒸汽爆破处理对城市落叶生物降解效果的影响.初步试验结果表明,HCl溶液预处理和蒸汽爆破相结合的方法效果最好.通过正交实验分析,蒸汽爆破时间对酶活和落叶降解率的影响大于HCl溶液浓度的影响.在HCl浓度为0.3mol/L,蒸汽爆破时间为20min的最佳预处理条件下,酶活达到27IU,落叶降解率达到33.61%.物理和化学的预处理技术与生物降解相结合,使落叶固废物再利用,减少了环境污染并为葡萄糖生产提供了新的途径.     

红柳制备低聚木糖和纤维低聚糖的研究

以固沙先锋植物红柳为原料,经蒸汽爆预处理,采用纤维素酶法水解制备低聚木糖和纤维低聚糖。将100g红柳于温度200℃、维压时间3 min条件下蒸汽爆破处理,蒸爆液中获得8.74 g低聚木糖,低聚木糖得率49.80%。红柳蒸汽爆破物料在用碱量25%(以Na2O计)、固液比1∶6(g/m L)、硫化度30%、160℃电加热油浴锅中处理90 min,木质素脱除率96.20%,纤维素回收率82.80%。蒸汽爆破-硫酸盐处理红柳于底物质量分数5%、50℃、p H为4.8条件下,经酶用量为20μmol/(min·g)的低β-葡萄糖苷酶活力纤维素酶三段水解24 h,纤维低聚糖得率49.03%,纤维素酶对纤维低聚糖的选择性60.09%。蒸汽爆破预处理适用于红柳制备低聚木糖,三段水解技术有利于预处理红柳渣制备纤维低聚糖,选择性高。     

酸催化蒸汽爆破预处理提高蔗渣酶解性能研究

采用常规蒸汽爆破以及酸催化蒸汽爆破对甘蔗渣进行预处理,利用扫描电镜（SEM）对比观察这两种汽爆方法对残渣表面结构形态的影响,对比分析汽爆液的糖类、汽爆残渣组分,最后通过纤维素酶解试验评价汽爆残渣的酶解性能。结果表明,常规蒸汽爆破和酸催化蒸汽爆破均能提高蔗渣原料的酶解性能,但是常规蒸汽爆破需要在较高的处理压力（〉2.0MPa）下才能明显水解半纤维素,破坏纤维素的天然结晶结构,显著提高蔗渣的酶解性能。酸催化蒸汽爆破只需很低的汽爆压力（0.7MPa）就能充分水解蔗渣半纤维素,而且对蔗渣纤维天然结构的破坏程度也要大得多,残渣的酶解率达到49.1%,比常规同一蒸汽爆破压力条件下的酶解率（25.1%）几乎高出一倍。酸催化汽爆残渣的酶解性能随汽爆压力的提高而改善,从半纤维素到木糖的收率则随压力的升高而降低,采取两步蒸汽爆破法,将可以同时获得高的木糖收率和高的纤维素酶解效率。     

农业固体废弃物转化为车用燃气(B-CNG)技术研究

本研究内容是利用各种农业固体废弃物(如蔗渣、玉米秸秆、农产品加工垃圾等),通过运用数控超音速蒸汽爆破预处理技术、数控高效两相中温厌氧发酵技术、数控全系统零排水技术、数控纯物理分压脱碳提纯技术,数控液压无杆式沼气压缩储运系统等五大关键技术及设备集成创新,实现连续均衡生产生物质燃气,其中主要成分甲烷含量≥95%,可供燃气汽车作为燃料使用.     

显微技术在木质纤维素生物质预处理 研究中的应用进展

木质纤维素生物质细胞壁中主要组分(纤维素、半纤维素和木质素)相互交织形成的网状结构是生物质转化过程中的天然抗降解屏障。有效的预处理能打破这种屏障,提高酶水解转化效率。显微技术包括显微镜技术和显微光谱技术,能够在多尺度下展现木质纤维素生物质在预处理中细胞壁微观结构变化和组分含量等信息。笔者介绍了原子力显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微拉曼光谱等显微技术在木质纤维素生物质预处理过程研究中的应用。利用显微镜技术可直接观察预处理中细胞壁表面结构的变化,并分析其对酶水解可能产生的影响; 利用显微光谱技术可原位分析预处理对细胞壁组分化学结构与超微结构的影响; 多种显微技术组合弥补了单一手段的不足,可获得木质纤维原料生物构造、组分含量及分布等方面更为详细的信息。     

蒸汽爆破和有机溶剂法预处理分离麦草纤维组分

采用蒸汽爆破和有机溶剂两步预处理工艺,对麦草的纤维组分进行组分分离,通过建立响应曲面模型优化出最佳工艺条件.结果表明:蒸汽爆破阶段最佳工艺条件为压力1.74MPa、维压时间3.3min;乙醇蒸煮阶段最佳工艺条件为保温时间13.6min、温度179℃、液比5.25.相比于麦草原料,纤维素的回收率为76.82%,半纤维素的回收率为22.31%.相对于传统分离方法,此法能够有效对纤维三大组分进行分离,尤其半纤维素的分离能够达到比较明显的效果.     

蒸汽爆破对芦苇纤维及其木塑复合材料性能的影响

【目的】为了解决湖泊和湿地芦苇无人采收造成资源浪费和二次污染的问题,探究蒸汽爆破后芦苇纤维形态、结构和化学组分的变化,并研究了蒸汽爆破处理及芦苇纤维含量对木塑复合材料性能的影响。【方法】采用蒸汽爆破方法对芦苇进行处理,测定了纤维理化指标; 以高密度聚乙烯(HDPE)为塑料基体添加合适的助剂,采用双螺旋挤压法制备芦苇/HDPE木塑复合材料并测定其力学性能。【结果】与未经爆破处理的芦苇原材料相比,1.2 MPa和1.5 MPa蒸汽爆破处理的芦苇纤维素含量分别提高了19.2%和18.1%, 酸不溶木素分别减少了5.5%和1.0%,综纤维素分别降低了6.1%和12.7%,半纤维素大量降解,可溶性糖含量分别增加了4.51%和7.64%。1.2 MPa蒸汽爆破处理极显著增加了细纤维含量,可以改善纤维质量。同时,蒸汽爆破处理的芦苇/HDPE复合材料的拉伸强度和弯曲强度最大,较未爆破处理的分别提高了22.3%和32.6%,达到国标(GB/T 24137—2009)要求; 纤维质量分数为50%、55%和60%时的芦苇/HDPE木塑复合材料性能均达到国家标准。【结论】利用蒸汽爆破处理芦苇纤维生产木塑复合材料是一种高价值的新型芦苇资源化利用途径。     

罗布麻纤维氧化还原体系脱胶预处理工艺

预处理是脱胶工艺的重要环节,为了进一步提高罗布麻的脱胶效果与制备纤维的可纺性能,对其脱胶预处理工艺进行研究.试验在罗布麻纤维的脱胶预处理过程中,逐次加入还原剂硫脲,氧化剂双氧水两种组分,讨论了2组分浓度配比、预处理温度、时间对胶质去除的影响,分析预处理前后纤维纵向形貌的变化,同时还测试了氧化还原预处理脱胶工艺对制备罗布麻纤维性能指标的影响.结果表明采用该氧化还原预处理脱胶工艺可提高罗布麻纤维的脱胶制取率、纤维长度、单纤维强力等性能指标,是一种有效的脱胶预处理方法.     

不同程度稀酸预处理后杨木枝桠材的物料平衡分析

为了全面系统地研究酸预处理过程对木质纤维生物质的影响,对杨木枝桠材进行不同程度的酸预处理.结果表明:在稀酸预处理过程中,木聚糖的降解最多,葡聚糖和Klason木素的降解较少,这些化学组分的溶出均随着预处理强度的增加而增多.在稀酸预处理的不同因素中,预处理温度对木聚糖和木素的溶出影响最大,而酸的浓度对乙酰基的溶出影响最大.同时,稀酸预处理后,木片表面会出现木素颗粒,随着预处理强度的增加而有增加的趋势.     

温压分控爆破处理杨木及其产物性能分析

采用传统蒸汽爆破技术和温压分控爆破技术对杨木片进行处理,并采用13C固体核磁技术(MAS 13C-NMR)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)对爆破前后的样品进行表征.结果表明:两种爆破产物中半纤维素含量和木素含量都明显降低,纤维素含量增加,其中温压分控爆破技术作用更强,特别是当温度低于209℃时;爆破处理后...     

基于蒸爆法的无胶混杂型纤维板构成

以中国资源丰富的速生杨木、竹材、核桃壳为原料,在爆破压力3.0 MPa、维压时间180 s下爆破杨木和毛竹,并在w(核桃壳粉)=10%,w(杨木纤维)=54%,w(竹纤维)=36%的材料配比下压制无胶混杂型纤维板.应用扫描电镜、化学成分分析和傅里叶变换红外光谱等方法,对无胶纤维板的胶合构成成因进行研究.研究结果表明:蒸汽爆破能有效分离纤维,且长纤维保留较多;纤维细胞被压溃,纤维表面的碎片状物质有助于新木质素-碳水化合物复合体的形成;纤维素、半纤维素的降解物在热压成板时可生成糠醛类化合物,并通过氢键使板材自胶合;将杨木、竹材混合爆破和加入核桃壳粉均对热压成板有利.     

稻草秸秆压缩研究及制粒机械设计

稻草秸秆是一种丰富的再生资源,但稻草秸秆属于粘弹性生物物料,自身密度小,不利于运输和储存,影响其深加工或二次开发利用.而秸秆压缩燃料由于具有很高的压缩比,方便运输和储存,同时改善了生物质燃料的燃烧性能,提高了生物质资源的利用效率.文章研究了稻草秸秆纤维物料的压缩特性、生物质成型机理及影响成型因素,总结出了一种较好的稻草秸秆压缩成型的工艺条件及工艺流程.基于生物质压缩成型技术,设计了一种平模压缩制粒机械,并对不同粒度、不同压力条件下的秸秆进行了压缩制粒成型试验.实验结果表明该制粒机械,能降低能耗、减少磨损,有着较高的生产率.     

预处理生物质的热解实验研究

通过分步添加Ca(OH)_2与甲酸获得甲酸钙的方法对生物质进行预处理,在管式炉上开展了预处理生物质热解实验,研究了甲酸钙预处理对4种生物质热解特性的影响.样品的红外分析显示,甲酸钙预处理影响了纤维素和半纤维素的结构,一定程度上破坏了乙酰基侧链,而对木质素苯环结构影响较小,且出现了明显的羧酸根官能团振动.热解实验结果表明:木屑的生物油产率高于3种秸秆类生物质(玉米秆、稻秸、麦秆),最大生物油产率达到0.496 g/g.甲酸钙预处理使得生物质的半焦和气体产率增加,而生物油产率下降.GC-MS分析显示,木屑生物油酸类含量低于秸秆类生物质,而酚类物质含量较高,其中麦秆生物油酸类含量最高,酸度最强.甲酸钙预处理明显减少了生物油中乙酸和左旋葡聚糖的含量,增加了羟基丙酮与环戊烯酮等酮类物质;而且甲酸钙预处理显著降低了生物油的酸性,且对秸秆类生物质的改善作用更加明显,其中木屑生物油p H值从4.1~4.3增加到5.6~5.8,麦秆生物油从2.4~2.7增加到5.0~5.3.     

玉米秸秆稀酸-蒸汽爆破预处理和水解糖化的试验研究

考察了玉米秸秆经1%(w/w)稀硫酸和水分别浸泡后在不同汽爆压力(分别确定研究压力为1.5 MPa,1.8 MPa和2.0 MPa)和保压时间(分别为4 min,6 min和8 min)下进行蒸汽爆破预处理的处理效果。分析了预处理后固体和液体部分的主要成分和含量。通过考察预处理后固体部分经过纤维素酶作用后所得到的葡萄糖得率,确定了最佳的稀酸-蒸汽爆破预处理工艺。在1%稀硫酸预浸12 h后,采用1.8 MPa汽爆条件保压8 min,经过预处理玉米秸秆的最大葡萄糖得率为26.9 g/100g原料;在该条件下,预处理后过滤液中总糖得率最高为34.5 g/100 g原料。     

秸秆的不同预处理方法生物制氢的能值比较

对木质纤维素生物制氢的三种预处理方法进行了能值分析与比较.结果表明,氨纤维爆破法能值置换比最低,能值产出率最高,但现阶段设备成本比较高,稀酸由于价格低廉,应用范围广,环境承载力比较高.     

AFEX预处理芒草条件优化试验

作为最热门的能源草之一,芒草具有广泛的适应性和很高的生物质产量潜力.以芒草为生物质原料进行AFEX预处理试验,添加纤维素酶和淀粉酶进行酶解,利用高效液相色谱(HPLC)测定生物质中的单糖含量.结果表明:在温度130℃、含水率80%、纤维素酶添加量15 FPU时,葡萄糖和木糖的总转化率分别为69.34%和82.60%;AFEX处理对芒草是一种有效的预处理方式,研究成果对于生物质转化和利用很有意义.     

小麦秸秆的蒸汽爆破及其产物表征

采用蒸汽爆破对小麦秸秆进行处理,并通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)对处理前后的物料进行表征.结果表明:小麦秸秆在压力1.8 MPa、保压时间6 min的条件下半纤维素的脱除效果较好,半纤维素脱除了88.2%;蒸汽爆破使得小麦秸秆原本的抗降解屏障被破坏;物料中半纤维素大量降解并脱除,细胞壁被破坏,所得纤维束结构松弛,表面积增大;物料结晶度由57.4%增至63.4%;最大分解速率温度向高温方向移动,由330.7℃升至383.7℃.