基于三氧化硫微熱爆法預(yù)處理稻草秸稈的過程和優(yōu)化研究.pdf

1、石油和化石能源的大量使用和日益枯竭，使得能源和環(huán)境問題日益突出，尋求新一代可再生的綠色能源成為人們研究的焦點(diǎn)。秸稈等農(nóng)林廢棄物是地球上最豐富的可再生資源，僅中國就年產(chǎn)近7億噸，這使得對秸稈的利用研究越來越多的得到研究者的重視。但是農(nóng)作物秸稈中元素組成、化學(xué)鍵型、化學(xué)成分等十分復(fù)雜，從固體原料到固體或液體產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化過程要難于傳統(tǒng)的石油煉制過程。
　　本論文在課題組已有的SO3微熱爆協(xié)同稀堿處理方法的基礎(chǔ)上，對SO3微熱爆處理影響因素

2、進(jìn)行了進(jìn)一步的考察，分析了SO3微熱爆發(fā)生作用的原因和途徑，并在此基礎(chǔ)上對SO3協(xié)同稀堿處理過程中的影響因素進(jìn)行了Plakett-Burman設(shè)計(jì)篩選實(shí)驗(yàn)，獲得主要影響因素，并對其進(jìn)行Box-Behnken設(shè)計(jì)和響應(yīng)曲面優(yōu)化。在研究過程中分析得出以下主要結(jié)論：
　　1、SO3微熱爆的溫度對秸稈的化學(xué)結(jié)構(gòu)和后續(xù)的糖化都是有明顯的影響的。從做紅外表征，隨著溫度的增加1625cm-1處的-C=O振動(dòng)峰反而消失了，且不利于后續(xù)糖化率的提高

3、；糖化結(jié)果分析得出，但并不是溫度越高，糖化率越高，而是存在一個(gè)先上升后下降的趨勢。
　　2、還原糖的產(chǎn)率也是隨著固液比的增加先上身后下降，且在單位酶活為50IU和固液比1:2時(shí)，達(dá)到最高的0.258；酶解糖化液中主要含有兩種糖即木糖和葡萄糖，說明該混合酶液中含有既能酶解半纖維素又能水解纖維素的酶液。
　　3、SO3原位微熱爆預(yù)處理前期是SO3與水結(jié)合放熱生成的硫酸與秸稈表面的木質(zhì)素發(fā)生磺化反應(yīng)為主，且反應(yīng)迅速；從水洗后秸稈成

4、分和GPC分析知隨著SO3微熱爆處理時(shí)間的推移，SO3進(jìn)入秸稈的無定形區(qū)，并與水結(jié)合生成硫酸從而與羥基發(fā)生硫酸酯化反應(yīng)，或者是硫酸直接水解多糖物質(zhì)；堿洗秸稈的成分分析知隨著SO3微熱爆處理時(shí)間的推移，SO3穿過無定形區(qū)，破壞其與結(jié)晶區(qū)表面的聯(lián)接鍵，或者是在結(jié)晶結(jié)構(gòu)表面形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或交聯(lián)物。
　　4、PBD，BBD和RSM分析可知最優(yōu)的預(yù)處理?xiàng)l件為：微熱爆時(shí)間23.3，堿洗液固比為13.3(V/m)，浸泡溫度為62.2℃；在最優(yōu)預(yù)處