超聲波強化氨水-超臨界二氧化碳預(yù)處理木質(zhì)纖維素工藝研究.pdf

1、本論文主要對超聲波強化預(yù)處理木質(zhì)纖維素進行了研究，重點考察了以玉米芯、玉米稈和高粱稈為原料，探討了較高氨水質(zhì)量濃度和較低氨水質(zhì)量濃度下，超聲波對氨水預(yù)處理的影響;同時探討了木質(zhì)纖維素的超聲波強化低溫scCO2預(yù)處理，考察了不同條件對預(yù)處理作用效果的影響。分析計算預(yù)處理后的樣品經(jīng)酶水解獲得的還原糖產(chǎn)率，對預(yù)處理的作用效果進行評判。并且通過SEM、XRD等技術(shù)手段探討預(yù)處理后樣品的微觀結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果如下:
　　(1)玉米芯、高粱稈和玉

2、米稈等原料使用超聲波強化氨水預(yù)處理，在氨水濃度7.50～17.5wt％的條件下，考察了溫度、時間、基質(zhì)濃度和氨水質(zhì)量濃度對酶水解獲得還原糖產(chǎn)率的影響。超聲波強化氨水預(yù)處理在最優(yōu)條件下玉米芯的糖產(chǎn)率為40.5％，高粱稈為47.1％，玉米稈為44.1％，比各自原料經(jīng)酶水解獲得的還原糖產(chǎn)率分別增加了25.7％、25.7％、30.8％。
　　(2)玉米芯、高粱稈和玉米稈等物料使用超聲波強化氨水預(yù)處理，在氨水濃度1～4wt％的條件下，考察了

3、溫度、時間和氨水質(zhì)量濃度對酶水解獲得還原糖產(chǎn)率的影響，在超聲波強化氨水預(yù)處理最優(yōu)條件下，玉米芯酶水解獲得的還原糖產(chǎn)率為36.5％，高粱稈為33.2％，玉米稈為31.1％，比各自原料經(jīng)酶水解獲得的還原糖產(chǎn)率分別提高了21.3％、16.9％、12.7％。
　　(3)玉米稈和玉米芯使用超聲波強化低溫下的scCO2預(yù)處理，用酶水解得到的還原糖產(chǎn)率評判預(yù)處理的強弱。考察了壓力、超聲波時間、溫度和加壓時間對酶水解獲得還原糖產(chǎn)率的影響。玉米稈在

4、超聲波強化低溫scCO2預(yù)處理的最優(yōu)條件下經(jīng)酶水解獲得的還原糖產(chǎn)率為40.3％，比原料經(jīng)酶水解獲得的還原糖產(chǎn)率增加了21.9％。玉米芯在使用超聲波強化低溫scCO2預(yù)處理的最優(yōu)條件下經(jīng)酶水解獲得的還原糖產(chǎn)率為33.0％。
　　(4)通過XRD和SEM等技術(shù)表征手段和標(biāo)準(zhǔn)范式洗滌研究預(yù)處理前后物料的微觀結(jié)構(gòu)變化，從而探究其機理。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，物料經(jīng)預(yù)處理后纖維素的相對含量提高，相對結(jié)晶度增加，從SEM圖可以看到經(jīng)預(yù)處理后木質(zhì)纖維素有孔洞