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作者：孙家豪昆明理工大学

学位级别：硕士

我国森林资源匮乏,造纸原材料严重依托进口。一方面人们对纸和纸板的需求量越来越大,合理利用好非木材资源是解决问题的关键,尤其是认清非木材资源在制浆造纸中怎么扬长避短。另一方面,人们对能源及能源化学品的旺盛需求与开发带来了不... 详细信息

我国森林资源匮乏,造纸原材料严重依托进口。一方面人们对纸和纸板的需求量越来越大,合理利用好非木材资源是解决问题的关键,尤其是认清非木材资源在制浆造纸中怎么扬长避短。另一方面,人们对能源及能源化学品的旺盛需求与开发带来了不可再生资源不断地耗竭和层出不断的环境问题也是超出了人们的想象。生物质作为可再生能源,则是取之不尽,用之不竭的,能更好地替代化石能源。生物质能源的开发与运用以及生物基化学品的获取和生产是可持续发展的必然之路。本文采用低温碱浸渍蔗渣,以天数为周期,采用单因素和正交实验探讨了最大程度下溶出半纤维素为目标,一定程度下控制木素的溶出,聚戊糖溶出量与木素溶出量比值最大为优化工艺。得到除髓甘蔗渣在35℃、碱浓为75g/L下浸渍6天的最佳工艺。聚戊糖溶出量为71.5%,木素溶出量为73.9%。残渣中硝酸乙醇纤维素为79.8%,残渣得率为56.3%。对蔗渣预处理前后的物化性能的观测表明:碱处理后SEM图像蔗渣表面变得粗糙;纤维结晶度由53.92%升至59.23%;残渣热稳定性增加;木糖比例大幅度减少,葡萄糖含量升高;C元素比例含量变化不大,O元素比例增加。用所优化的条件对蔗渣浸渍的黑液进行酸析,按照不同pH值下析出沉淀并收集定量。利用红外光谱、元素分析、凝胶渗透色谱、热重分析以及液相色谱对析出物组分进行定性定量分析,红外光谱和元素分析表明黑液用酸调节pH值最先析出半纤维素,随着pH值降低,析出木素的量增加。凝胶渗透色谱表明析出物分子量随pH值降低而变小,热稳定性变差。通过液相色谱分析则给出了各析出物木糖组分和酸不溶木素的含量。黑液循环所得到的析出物红外分析表明,析出物为木素、半纤维素以及它们的复合体(LCC)。回用碱浸渍黑液补足碱后处理蔗渣,而后再对处理蔗渣进行氧碱蒸煮,结果表明:随着黑液循环次数的增加,碱液对沉淀物表面作用明显降低,SEM分析表明沉淀物表面裂纹减少;随循环次数的增加,黑液粘度先增加,而后保持稳定。黑液循环浸渍后蔗渣在保持温度为120℃不变的前提下,需要适度增加保温时间才能维持较好的蔗渣氧碱浆料特性。低温碱浸渍预提取生物质与后续蔗渣的氧碱蒸煮组合形式证明是可行的。

关键词：蔗渣碱预浸渍聚戊糖黑液循环氧碱蒸煮

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真空协助黑液循环预处理以提高甘蔗渣糖得率和减少水及碱的消耗

真空协助黑液循环预处理以提高甘蔗渣糖得率和减少水及碱的消耗

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作者：范招娣暨南大学

学位级别：硕士

在各种各样的预处理方法中,碱法预处理具有许多的优点,例如其可以在相对较低的温度和压力下进行,并且能够显著的提高酶解效率。但是,黑液是碱法预处理中存在的关键问题。针对这一问题,本研究提出了一种新的预处理工艺过程—真空协助黑... 详细信息

在各种各样的预处理方法中,碱法预处理具有许多的优点,例如其可以在相对较低的温度和压力下进行,并且能够显著的提高酶解效率。但是,黑液是碱法预处理中存在的关键问题。针对这一问题,本研究提出了一种新的预处理工艺过程—真空协助黑液循环预处理甘蔗渣。首先,在真空条件下,用2%Na OH在121℃下预处理甘蔗渣1 h。产生的黑液用Na OH恢复p H后用于后续预处理。黑液循环进行7次实验,预处理后得到的甘蔗渣不经水洗至中性p H值直接用于后续的酶解、分步糖化发酵实验。结果表明,Na OH预处理与黑液循环预处理甘蔗渣的产糖率无明显差异,酶解和发酵得到的最大葡萄糖得率和乙醇得率分别为0.35g/g和116.5 g/Kg。与传统的Na OH预处理相比,真空协助黑液循环预处理甘蔗渣纤维素转化为单糖的转化率较高,同时节省了约20%的碱用量和46%的水用量。最后,通过场发射扫描电镜、傅里叶红外光谱和热重分析对预处理甘蔗渣的物理化学特性进行表征分析。这些结果都显示黑液循环预处理能够去除部分的半纤维素和木质素;通过恢复黑液的p H后,黑液循环预处理能够达到和新鲜碱液预处理相近的效果。以上所有结果表明,黑液循环对甘蔗渣的预处理和乙醇的生成具有好的经济效益。

关键词：真空协助预处理碱预处理黑液循环甘蔗渣乙醇

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