秸稈低酸連續(xù)水熱糖化研究.pdf

1、隨著可再生能源利用的不斷發(fā)展,以生物質(zhì)為原料的第二代燃料乙醇的發(fā)展蒸蒸日上,其中將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖類(lèi)中間體是燃料乙醇轉(zhuǎn)化的過(guò)程中重要研究?jī)?nèi)容。本研究以小麥秸稈、油菜秸稈為研究對(duì)象,利用連續(xù)式梯度升溫方式分別對(duì)其進(jìn)行糖化處理,對(duì)兩種秸稈水熱糖化過(guò)程中還原糖及副產(chǎn)物糠醛的產(chǎn)生進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)和理論研究,并對(duì)這種水熱糖化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
　　本研究利用自行設(shè)計(jì)的連續(xù)化水熱裝置,研究了酸濃度和流速對(duì)秸稈在梯度升溫(60℃-230℃)

2、水解過(guò)程中生成的還原糖濃度、還原糖產(chǎn)率及副產(chǎn)物糠醛濃度的影響,得出當(dāng)硫酸濃度為1.0％,反應(yīng)液流速為25mL/min時(shí)還原糖產(chǎn)率最高,此時(shí)小麥秸稈產(chǎn)還原糖濃度最高可達(dá)32.9g/L,還原糖產(chǎn)率為60.8%,油菜秸稈還原糖濃度最高可達(dá)20.1g/L,還原糖產(chǎn)率為53.4%。此時(shí)糠醛濃度均低于1.0g/L,而在整個(gè)梯度升溫過(guò)程中,還原糖濃度峰值較糠醛濃度峰值在較低的溫度段即出現(xiàn),可以很好的實(shí)現(xiàn)還原糖和糠醛的分離,減少副產(chǎn)物對(duì)發(fā)酵等后續(xù)處理過(guò)

3、程的抑制作用。在研究得出的最優(yōu)糖化條件基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)反應(yīng)過(guò)程各溫度段固體殘?jiān)某煞诌M(jìn)行分析,結(jié)合掃描電鏡對(duì)水解殘?jiān)M(jìn)行形態(tài)分析和紅外分析,探討了秸稈低酸連續(xù)梯度升溫水解機(jī)理。最后以低酸連續(xù)水熱糖化反應(yīng)得到的還原糖產(chǎn)率為依據(jù),對(duì)小麥和油菜兩種農(nóng)作物的秸稈水熱產(chǎn)糖進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。參照2011年全國(guó)農(nóng)作物秸稈數(shù)據(jù),可利用的秸稈原料分別為小麥秸稈4068萬(wàn)噸,油菜秸稈634萬(wàn)噸。若將其用于還原糖的制備,則可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)收益如下:小麥秸稈1540535