基于纖維素乙醇生產的木薯渣水熱反應處理工藝.pdf

1、木薯是目前經濟上可行、應用最為廣泛的非糧燃料乙醇生產原料，但是每生產1噸乙醇，副產約400公斤的木薯渣，木薯渣是木薯生產燃料乙醇的固體廢渣，主要含有20wt％纖維素、5wt%半纖維素和18wt%木質素等，目前多采用生物發(fā)酵法生產生物天然氣，該處理方案使其中大部分纖維素和半纖維素組分沒有被利用，隨厭氧渣作為肥料排放或干燥后焚燒。如何將木薯渣進行高附加值的利用，是木薯燃料乙醇產業(yè)發(fā)展的重要技術關注點。本論文首次采用水熱反應技術處理木薯渣原料

2、，并結合五碳糖和六碳糖的共代謝技術的發(fā)展，提出了木薯渣纖維素及半纖維素組分的糖平臺利用方案，同時提高剩余木質素品質，實現(xiàn)基于燃料乙醇生產的木薯原料全組分的高效利用。
　　本論文首先通過木薯酒精渣和木薯厭氧渣兩種原料的全組分分析，并結合SEM、XRD等技術對原料的可發(fā)酵性進行了分析，實驗結果表明木薯酒精渣結晶度為28.3，木薯厭氧渣結晶度為18.9，與玉米秸稈結晶度為36.2相比，木薯渣結構較松散，纖維素結晶度較低，具有較好的可發(fā)酵

3、性。
　　本論文分別對酒精渣和厭氧渣兩種原料進行了水熱反應處理工藝研究，研究了反應溫度、反應時間及固液比等單因子工藝條件對水熱反應過程中木糖收率、葡萄糖收率，以及副產物乙酸、糠醛及 HMF等生成量的影響規(guī)律，分別確定了處理兩種木薯渣原料過程中獲得較高的木糖收率及較高的酶解葡萄糖收率的情況下，所對應的適宜的水熱反應工藝條件。
　　在水熱反應處理工藝研究的基礎上，確定了兩種原料水熱反應適宜的條件區(qū)域，以原料中五碳糖和六碳糖的共發(fā)

4、酵乙醇生產量為評價指標，采用響應曲面法對兩種木薯渣原料水熱反應工藝進行多因子實驗設計，并選擇Box-Behnken設計模型對影響乙醇生成量的關鍵因素進行最佳水平研究，獲得兩種木薯渣水熱反應優(yōu)化工藝條件，優(yōu)化值與實驗驗證值比較誤差均小于3%，證明本模型對兩種木薯渣水熱反應條件優(yōu)化是可行和準確的。本文對兩種木薯渣原料的水熱反應處理工藝做了初步的探索和優(yōu)化。具體優(yōu)化結果如下：
　　木薯酒精渣水熱反應優(yōu)化條件：反應溫度193℃，固液比0.