SPORL法與稀酸法對木質生物質預處理效果的研究.pdf

1、目前生物質能轉化原料主要為農業(yè)廢棄物和能源作物,如玉米秸稈和柳枝稷,但木質生物質(主要包括軟木和硬木)同樣是生物質能源轉化的重要原料。本文主要側重于SPORL法和稀酸法對木質生物質的預處理效果研究。
　　本文首先利用SPORL和稀酸法對具有不同細胞壁結構的道格拉斯松木進行了預處理,考察了不同預處理方法的作用效果。結果表明,稀酸預處理可以去除生物質原料中幾乎全部半纖維素,高pH值下SPORL預處理方法則對木質素去除有明顯效果。但對于

2、軟木原料,單純半纖維素或者木質素的去除并不能有效提高生物質酶解率。低pH值的SPORL預處理方法綜合了稀酸法和高 pH值SPORL預處理的特點,預處理后可去除90％半纖維素,10~20%木質素,因此有效地打破了生物質的抗降解屏障,提高了酶解糖化效果。
　　我國林木采伐和林產品加工廢棄物資源相對豐富,因此木質生物質能轉化原料充足。但是由于廢棄物中樹皮含量較高,造成生物質質量下降。本研究中考察了樹皮含量對SPORL預處理的影響,并提出

3、了優(yōu)化林產品廢棄物品質的方法。通過SPORL對道格拉斯松木廢棄物的預處理和酶解糖化研究表明,在相同預處理條件下,當白木酶解率達到73%時,樹皮的酶解率只有41%。原始物料中14.3%的樹皮含量導致了酶解率下降16%。通過對原始物料的尺寸分布和不同尺寸物料進行成分分析發(fā)現,尺寸篩分過程可以有效降低原始物料中樹皮和木質素含量,從而提高生物質利用率。
　　本研究還分別在165℃和180℃對道格拉斯松木進行SPORL法預處理,并進行了動力

4、學模型建立和分析。通過實驗和動力學模型分析結果表明,在保證相同預處理強度的條件下,降低預處理溫度可以實現高糖轉化率和低降解產物的平衡。
　　最后,本研究中通過對稀酸預處理得到的白楊木進行添加木聚糖酶的酶解實驗考察了影響生物質酶解率的影響因素。在木聚糖酶添加量一致的條件下,木聚糖含量低的物料木聚糖和葡聚糖酶解率較高。木聚糖酶添加量對酶解率的影響效果取決于生物質的結構特點。相對于未預處理物料,預處理后物料酶解過程中,提高木聚糖酶對酶解