玉米秸稈糖化殘渣綜合利用研究

【摘要】： 隨著全球經濟的快速增長,能源需求的日益增長和常規(guī)能源供應緊張的矛盾加劇,纖維素生物乙醇正以其清潔、環(huán)保和可再生特性越來越得到世界各國的普遍關注。農作物秸稈制備生物乙醇已開展了廣泛研究,但對酶解后殘渣的綜合利用未見報道。 本論文利用堿性亞硫酸鈉對玉米芯糖化殘渣和玉米秸稈糖化殘渣進行了磺化改性,通過正交實驗和蒸煮條件單因素實驗的研究,分析了木質素磺酸鹽得率、表面活性、磺酸基含量以及對水泥凈漿流動度性能,獲得了性能良好的木質素磺酸鹽,用作混凝土減水劑。同時對分離木質素后二次殘渣進行了酶解糖化和纖維板壓板的再利用研究。主要研究結果如下: 1).玉米芯糖化殘渣,堿性亞硫酸鹽法分離木質素的適宜工藝條件為:總用堿量(按Na2O計)14%、蒸煮溫度155℃、保溫時間3h、亞硫酸化度75%~85%。在此工藝條件下木質素磺酸鹽得率為51.39%,產品的水泥凈漿流動度可達到112mm,1%溶液表面張力為:46.4mN/m,產品磺酸基含量為:1.89mmol/g。 2).玉米秸稈糖化殘渣,堿性亞硫酸鹽法分離木質素的適宜工藝條件為:總用堿量(按Na2O計)16%、蒸煮溫度165℃、保溫時間2.0~3.0h、亞硫酸化度85%。而在此工藝條件下木質素磺酸鹽得率可以達到63.38%,產品對水泥凈漿流動度可達到105mm,溶液表面張力為:45.5mN/m,產品磺酸基含量為:1.75mmol/g。 3).玉米秸稈糖化殘渣分離木質素后的二次殘渣再進行酶解實驗,在酶用量40 FPU/g,50℃恒溫水浴振蕩,酶解時間48h,的酶解條件下,酶解殘渣剩余率為28.5%,糖得率為69.6%。 4).蒸煮殘渣的纖維板壓制實驗表明:當蒸煮殘渣以20%摻量與馬尾松纖維混合時,纖維板內結合強度為0.58MPa,靜曲強度為23.2MPa,彈性模量為2871 MPa,吸水厚度膨脹率為8.37%,均能達到標準。 5).對于玉米秸稈糖化殘渣,經堿性亞硫酸鈉蒸煮制備混凝土減水劑和二次殘渣酶解糖化兩次實驗后,最終殘渣剩余率為9.81%,最終殘渣中灰分占47.63%,SiO2占42.06%。 【關鍵詞】：糖化殘渣 木質素磺酸鹽 混凝土減水劑 酶解 纖維板
【學位授予單位】：南京林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TQ352
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 緒論8-10
• 1.1 課題研究的背景8-9
• 1.2 課題研究的意義9
• 1.3 課題研究的主要內容9-10
• 2 文獻綜述10-19
• 2.1 秸稈生物乙醇殘渣研究概述10-12
• 2.1.1 秸稈發(fā)酵制取生物乙醇基本過程10
• 2.1.2 秸稈生物乙醇殘渣特性10-11
• 2.1.3 木質素的分離11-12
• 2.2 木質素結構及性質概述12-13
• 2.3 木質素的改性及應用研究進展13-19
• 2.3.1 用作混凝土減水劑13-14
• 2.3.2 在染料分散劑方面的應用14-15
• 2.3.3 在木材膠黏劑方面的應用15-16
• 2.3.4 在農業(yè)緩釋肥方面的應用16-17
• 2.3.5 其他方面的應用17-19
• 3 木質素磺酸鹽的分離工藝研究19-43
• 3.1 實驗材料與方法20-24
• 3.1.1 實驗材料20
• 3.1.2 實驗方法20-24
• 3.2 結果分析與討論24-41
• 3.2.1 原料分析24
• 3.2.2 玉米芯糖化殘渣ASP 蒸煮正交實驗及分析24-25
• 3.2.3 ASP 法從玉米芯糖化殘渣中分離木質素的工藝條件研究25-33
• 3.2.4 ASP 法從玉米秸桿糖化殘渣中分離木質素的工藝條件研究33-40
• 3.2.5 玉米秸稈糖化殘渣ASP 蒸煮放大實驗40-41
• 3.2.6 殘渣中分離的木質素磺酸鹽與木質素商品用于混凝土減水劑的性能比較41
• 3.3 小結41-43
• 4 蒸煮殘渣酶解糖化性能的研究43-51
• 4.1 實驗材料與方法43-45
• 4.1.1 實驗材料43
• 4.1.2 實驗方法43-45
• 4.2 結果分析與討論45-50
• 4.2.1 玉米秸稈糖化殘渣ASP 蒸煮前后纖維形態(tài)變化45-46
• 4.2.2 玉米秸稈糖化殘渣蒸煮殘渣化學組成和酶解糖化性能研究46-50
• 4.3 小結50-51
• 5 蒸煮殘渣纖維板壓制實驗51-55
• 5.1 實驗材料與方法51-52
• 5.1.1 實驗材料51
• 5.1.2 實驗方法51-52
• 5.2 結果分析與討論52-54
• 5.3 小結54-55
• 6 利用處理過程中物料損失分析55-58
• 6.1 實驗材料與方法55-56
• 6.1.1 實驗材料55
• 6.1.2 試驗方法55-56
• 6.2 結果分析與討論56-57
• 6.3 小結57-58
• 7 結論58-59
• 參考文獻59-62
• 詳細摘要62-65

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