糠醛渣預(yù)處理工藝及其對纖維素水解的研究.pdf

1、在我國，農(nóng)林廢棄物資源的有效利用對于解決我國“三農(nóng)”問題，具有深遠(yuǎn)的意義。我國是糠醛生產(chǎn)大國，其生產(chǎn)中由農(nóng)副產(chǎn)品如玉米芯、植物纖維原料等經(jīng)水解生產(chǎn)并副產(chǎn)的大量糠醛渣是生物質(zhì)廢棄物?？啡┰蚱渚哂邪肜w維素含量低易于水解和成本低廉等特點，成為了最有發(fā)展前景的制備可發(fā)酵糖的原料之一。隨著生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化研究的開展，利用這類成本低廉、來源廣泛、可再生的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中的副產(chǎn)物進(jìn)行再度轉(zhuǎn)化利用具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 本研究以糠醛渣為主要

2、原料，以各組分含量變化和水解液中還原糖產(chǎn)率為衡量指標(biāo)，通過化學(xué)預(yù)處理以及化學(xué)-物理預(yù)處理的方法，對其不同的預(yù)處理工藝和水解工藝進(jìn)行了初步的研究。本論文研究的主要內(nèi)容歸納如下：
　　 1、以糠醛渣為主要的原料，在室溫下，采用水洗處理和堿預(yù)處理。通過范式洗滌法的測定，水洗處理后糠醛渣中纖維素含量增加了11.24%，但木質(zhì)素含量較高。而通過堿預(yù)處理，表明：固液比為1:10下，用5%NaOH與其反應(yīng)時間24h，處理后糠醛渣中各組分含量發(fā)

3、生明顯，纖維素含量增加，木質(zhì)素含量下降。同時采用稀酸水解進(jìn)一步證明，堿法預(yù)處理后還原糖產(chǎn)率達(dá)到了53.73%，而水性預(yù)處理還原糖產(chǎn)率只有23.01%。
　　 2、采用堿/過氧化氫聯(lián)合預(yù)處理糠醛渣，表明：用5% NaOH/2.5% H2O2的預(yù)處理液在固液比1:12條件下反應(yīng)48h，木質(zhì)素的去除率達(dá)到了96%。同時采用稀酸水解證明，該種預(yù)處理模式下還原糖產(chǎn)率達(dá)到66.62%，高于堿法預(yù)處理。
　　 3、采用物理-化學(xué)聯(lián)合預(yù)

4、處理，在堿法預(yù)處理的基礎(chǔ)上分別輔助微波、超聲波作用。結(jié)果表明：堿/超聲波預(yù)處理在水浴溫度為55℃下，用90W的功率超聲8h，糠醛渣中纖維素的含量達(dá)74.03%，木質(zhì)素去除率為94.11%，半纖維素的去除率為91.75%；堿/微波預(yù)處理在中火約729W，處理8min，糠醛渣中纖維素含量達(dá)72.28%，木質(zhì)素去除率為94.17%，半纖維素的去除率為92.09%。相比較僅堿法預(yù)處理，該種聯(lián)合預(yù)處理方法處理效果明顯略好。同時當(dāng)采用稀酸水解證明是

5、，堿/超聲波預(yù)處理后還原糖產(chǎn)率達(dá)63.96%，堿/微波預(yù)處理后還原糖產(chǎn)率達(dá)60.03%，均比同條件下堿法預(yù)處理產(chǎn)率升高。
　　 4、在實驗室已經(jīng)開發(fā)的碳基固體酸催化劑的基礎(chǔ)上，結(jié)合上述四種不同的預(yù)處理，考察固體酸催化劑對糠醛渣的催化水解效果。結(jié)果表明：在相同的條件下，同一種固體酸催化劑下催化水解四種不同預(yù)處理方法下的糠醛渣，催化水解后還原糖產(chǎn)率為堿/過氧化氫>堿/微波>堿/超聲波>堿法>水洗；比較兩種不同的固體酸催化劑催化水解時