玉米秸稈的高值化應(yīng)用

【摘要】：隨著目前石油、天然氣等不可再生資源的過度消耗，促使人們越來越重視可再生資源生物質(zhì)的開發(fā)和利用。作為農(nóng)業(yè)大國，我國的秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物生物質(zhì)產(chǎn)量豐富，但大部分都被露天燃燒處理，造成嚴(yán)重的資源浪費和環(huán)境污染。秸稈的重要組成是三大天然高分子資源，即纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，建立一種高效的組分分離，進(jìn)而對其進(jìn)行高附加值轉(zhuǎn)化利用，是木質(zhì)纖維素生物質(zhì)資源開發(fā)重要方向，具有良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。 本文從玉米秸稈每個組分充分利用的角度進(jìn)行了研究。為了了解實際試驗中，玉米秸稈原料中各組分的利用情況，首先對玉米秸稈原料的組分進(jìn)行了測定。結(jié)果顯示：玉米秸稈原料中纖維素含量為36%，半纖維素含量為23%，木質(zhì)素含量為15%。玉米秸稈中的半纖維素主要可用來制備功能糖例如木糖，同時會產(chǎn)生大量的木糖渣，故對秸稈木糖渣進(jìn)行了研究。首先測定了秸稈木糖渣的組分含量，發(fā)現(xiàn)木糖渣中纖維素及木質(zhì)素含量均較高，分別為58%、42%。而木質(zhì)素作為天然高分子材料，其應(yīng)用早已引起眾多研究者的關(guān)注，進(jìn)而對木質(zhì)素進(jìn)行了探索，首先將秸稈木糖渣中的木質(zhì)素提取出來，然后再加以應(yīng)用。這樣，又產(chǎn)生了大量的秸稈脫木質(zhì)素渣，經(jīng)過組分測定分析發(fā)現(xiàn)：脫木質(zhì)素渣的主要成分是纖維素，含量在80%以上。纖維素經(jīng)過糖化，發(fā)酵可產(chǎn)生乙醇，最后對秸稈脫木質(zhì)素渣生產(chǎn)纖維乙醇進(jìn)行了研究。 【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈 木糖 木質(zhì)素 纖維乙醇 高值化
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TQ914.3
【目錄】：

• 目錄5-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景10
• 1.2 木質(zhì)纖維素簡介10-13
• 1.2.1 木質(zhì)纖維素在建筑工程中的應(yīng)用11
• 1.2.2 木質(zhì)纖維素在 SMA 路面中的運用11-12
• 1.2.3 木質(zhì)纖維素在生物工程行業(yè)中的應(yīng)用12-13
• 1.3 玉米秸稈簡介13-14
• 1.3.1 玉米秸稈的主要成分13
• 1.3.2 玉米秸稈的利用方式13-14
• 1.4 秸稈高值化利用的意義14
• 1.4.1 緩解能源危機(jī)14
• 1.4.2 對環(huán)境友好14
• 1.5 玉米秸稈的綜合利用研究進(jìn)展14-16
• 1.5.1 玉米秸稈還田14-15
• 1.5.2 玉米秸稈飼料化15
• 1.5.3 玉米秸稈高效化利用15-16
• 1.6 本論文的研究思路及主要內(nèi)容16-18
• 第2章 玉米秸稈組分測定18-26
• 2.1 實驗部分18-22
• 2.1.1 玉米秸稈水分含量的測定18
• 2.1.2 國標(biāo)組分測定方法18-21
• 2.1.3 NREL 實驗室組分測定方法21-22
• 2.1.4 渣子組分的測定22
• 2.2 結(jié)果與討論22-24
• 2.2.1 玉米秸稈水分含量22-23
• 2.2.2 組分測定結(jié)果23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-26
• 第3章 玉米秸稈水解制備木糖26-40
• 3.1 實驗部分26-28
• 3.1.1 秸稈原料的水解26-27
• 3.1.1.1 酸度對秸稈水解的影響26
• 3.1.1.2 水解時間對秸稈水解的影響26-27
• 3.1.1.3 蒸煮溫度度對秸稈水解的影響27
• 3.1.1.4 固液比對秸稈水解的影響27
• 3.1.1.5 秸稈原料粒徑對秸稈水解的影響27
• 3.1.1.6 蒸煮方式對秸稈水解的影響27
• 3.1.2 秸稈原料的蒸汽爆破水解27
• 3.1.2.1 壓力對蒸汽爆破的影響27
• 3.1.2.2 時間對蒸汽爆破的影響27
• 3.1.3 秸稈水解制木糖的中試研究27-28
• 3.2 結(jié)果與討論28-39
• 3.2.1 秸稈原料的水解28-33
• 3.2.2 秸稈原料的蒸汽爆破處理33-35
• 3.2.2.1 壓力對蒸汽爆破的影響33-34
• 3.2.2.2 時間對蒸汽爆破的影響34-35
• 3.2.3 秸稈水解制木糖的中試研究35-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第4章 木質(zhì)素的磺化40-56
• 4.1 實驗部分40-45
• 4.1.1 木糖渣的磺化40-41
• 4.1.2 木質(zhì)素的提取及磺甲基化41-45
• 4.2 結(jié)果與討論45-53
• 4.2.1 木糖渣的磺化45-48
• 4.2.2 木質(zhì)素的磺甲基化48-53
• 4.3 本章小結(jié)53-56
• 第5章 玉米秸稈制備纖維乙醇56-68
• 5.1 實驗部分57-58
• 5.1.1 酶制劑57
• 5.1.2 酶水解57-58
• 5.1.3 纖維乙醇的生產(chǎn)58
• 5.2 結(jié)果與討論58-66
• 5.2.1 錐形瓶酶解工藝58-62
• 5.2.2 自制反應(yīng)器中的酶解反應(yīng)62
• 5.2.3 批式酶解放大實驗62-63
• 5.2.4 分批補(bǔ)料對酶解的影響63-64
• 5.2.5 生產(chǎn)纖維乙醇64-66
• 5.3 本章小結(jié)66-68
• 第6章 結(jié)論68-70
• 6.1 本研究的主要結(jié)論68
• 6.2 本論文的創(chuàng)新之處68-69
• 6.3 下一步的工作69-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 致謝76-78
• 攻讀碩士期間取得的科研成果78

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