玉米秸稈“液化”制酒精的應(yīng)用研究

【摘要】：秸稈類廢棄物,是地球上一種含量最豐富的可再生生物質(zhì)。經(jīng)過(guò)預(yù)處理、水解、發(fā)酵后可以用來(lái)生產(chǎn)燃料乙醇,而乙醇作為一種重要的化工原料,它可以添加到汽油當(dāng)中使用,也可以完全替代汽油充當(dāng)燃料,并且是一種清潔能源?，F(xiàn)階段,乙醇主要由淀粉原料發(fā)酵制得,然而,由于人口的迅猛增長(zhǎng),以糧食換取乙醇的方法勢(shì)必難以為繼,利用豐富、廉價(jià)易得的秸稈類廢棄生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇已成為必然趨勢(shì)。傳統(tǒng)的秸稈類廢棄物預(yù)處理工藝存在能耗大、高污染的缺點(diǎn)。本文主要研究了一種新型的預(yù)處理方法以及建立在此種方法上的水解制糖工藝。 采用“液化技術(shù)”對(duì)玉米秸稈進(jìn)行預(yù)處理,進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)考察了液化溫度、液化時(shí)間、液比(苯酚質(zhì)量/g:絕干玉米秸稈質(zhì)量/g)、催化劑用量對(duì)液化產(chǎn)物中纖維素含量的影響,進(jìn)行4因素3水平正交實(shí)驗(yàn)確定其最佳反應(yīng)條件。結(jié)果表明:反應(yīng)溫度100℃,液化時(shí)間90min,催化劑98%硫酸用量1mmol/g(絕干玉米秸稈),液比3:1時(shí),液化產(chǎn)物中纖維素含量可以達(dá)到68.8%,木質(zhì)素含量降低到4.3%。SEM結(jié)果顯示預(yù)處理后的纖維素直徑從300μm下降到10μm,表面粗糙且伴有孔洞,FTIR分析結(jié)果表明液化后纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)并沒(méi)有改變。 利用稀/濃硫酸對(duì)玉米秸稈液化產(chǎn)物進(jìn)行水解,進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)考察了稀/濃硫酸水解溫度、水解時(shí)間、稀/濃硫酸濃度、液固比(硫酸體積/ml:液化產(chǎn)物質(zhì)量/g)對(duì)水解液化產(chǎn)物還原糖得率的影響,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得出最佳水解條件:濃硫酸水解,水解溫度:50℃,液固比:20:1,70%硫酸,水解時(shí)間:60min。水解玉米秸稈液化產(chǎn)物的還原糖得率可以達(dá)到31.76%。 【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈 乙醇 預(yù)處理 液化 水解
【學(xué)位授予單位】：大連工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TQ223.122
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 前言8-9
• 第一章 文獻(xiàn)綜述9-21
• 1.1 生物質(zhì)與生物質(zhì)能9-11
• 1.2 秸稈綜合利用現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 秸稈還田11-12
• 1.2.2 替代能源12
• 1.2.3 牲畜飼料12
• 1.2.4 工業(yè)原料12-13
• 1.3 能源新動(dòng)力──燃料乙醇13-14
• 1.3.1 秸稈類廢棄物生產(chǎn)燃料乙醇原理13-14
• 1.4 秸稈類生物質(zhì)預(yù)處理概述14-19
• 1.4.1 預(yù)處理工藝14-17
• 1.4.1.1 物理法15-16
• 1.4.1.2 化學(xué)法16-17
• 1.4.1.3 生物法17
• 1.4.1.4 其他預(yù)處理方法17
• 1.4.2 水解工藝17-19
• 1.4.2.1 酸水解18-19
• 1.5 課題研究?jī)?nèi)容、意義及創(chuàng)新點(diǎn)19-21
• 1.5.1 課題研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.5.2 課題研究意義及創(chuàng)新點(diǎn)20-21
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分21-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和藥品21-22
• 2.2 玉米秸稈成分分析22-25
• 2.2.1 水分含量測(cè)定22-23
• 2.2.2 灰分含量測(cè)定23
• 2.2.3 纖維素含量測(cè)定23-24
• 2.2.4 木質(zhì)素含量測(cè)定24
• 2.2.5 半纖維素含量測(cè)定24-25
• 2.3 玉米秸稈液化預(yù)處理實(shí)驗(yàn)25-27
• 2.3.1 液化預(yù)處理工藝25-26
• 2.3.2 液化產(chǎn)物水解工藝26-27
• 第三章 玉米秸稈“液化”預(yù)處理研究27-44
• 3.1 玉米秸稈成分分析27-28
• 3.2 液化預(yù)處理單因素實(shí)驗(yàn)28-32
• 3.2.1 液化時(shí)間對(duì)液化產(chǎn)物中纖維素含量的影響28-29
• 3.2.2 液比對(duì)液化產(chǎn)物中纖維素含量的影響29-30
• 3.2.3 溫度對(duì)液化產(chǎn)物中纖維素含量的影響30-31
• 3.2.4 催化劑用量對(duì)液化產(chǎn)物中纖維素含量的影響31-32
• 3.3 液化預(yù)處理正交實(shí)驗(yàn)32-33
• 3.4 液化產(chǎn)物分析33-36
• 3.4.1 掃描電鏡(SEM)33-35
• 3.4.2 紅外光譜(FTIR)35-36
• 3.5 液化產(chǎn)物水解實(shí)驗(yàn)36-44
• 3.5.1 稀硫酸水解實(shí)驗(yàn)36-40
• 3.5.2 濃硫酸水解實(shí)驗(yàn)40-44
• 第四章 結(jié)論44-45
• 參考文獻(xiàn)45-48
• 致謝48

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