微波技術(shù)應(yīng)用于玉米芯水解過程的研究.pdf

1、本文考察了生物質(zhì)原料的水解過程，并將微波技術(shù)應(yīng)用于玉米芯的水解中，重點研究了不同微波條件及影響因素作用下玉米芯中木質(zhì)纖維素的降解情況及其產(chǎn)物分析。本研究對改進(jìn)生物質(zhì)原料的水解過程有重大意義，也為木糖和葡萄糖的制取提供了一條具有潛力的方法與工藝路線。結(jié)果表明： 常壓下微波輻照水解玉米芯制取木糖，相對于同溫度同條件下的蒸煮法，其效果顯著優(yōu)于后者，且主要產(chǎn)物為木糖，雜質(zhì)較少。以1.5％硫酸為催化劑，固液比為1：15，在自制微波回流反應(yīng)

2、器內(nèi)于490W功率下水解50min，不加入任何金屬離子助催化劑條件下，玉米芯原料中半纖維素的木糖轉(zhuǎn)化率可達(dá)為40％。 進(jìn)一步研究高溫下微波輻照水解玉米芯制取木糖工藝，通過單因素試驗和正交試驗，確定了最佳反應(yīng)條件：以1.25％硫酸為催化劑，固液比為1：15，在微波反應(yīng)器內(nèi)于140 ℃水解15min，可獲得高還原糖及木糖產(chǎn)率，分別為95.33％和71.48％，同時副產(chǎn)物糠醛的轉(zhuǎn)化率為3.07％。相對于傳統(tǒng)的蒸煮法需要至少2h，這大大

3、縮短了反應(yīng)時間，提高了效率并節(jié)約了資源。通過對玉米芯水解過程的動力學(xué)研究，從理論角度驗證并說明了微波輻照水解法更優(yōu)于現(xiàn)行蒸煮法，同時模擬方程能較好的擬合水解過程。 通過對微波輻照水解玉米芯木糖渣制取葡萄糖的研究，表明以1％硫酸為催化劑，固液比為1：10，在微波反應(yīng)器內(nèi)于180℃下水解只需5min內(nèi)，木糖渣中纖維素的葡萄糖轉(zhuǎn)化率可達(dá)35.16％。通過與一般的生物質(zhì)原料兩步稀酸水解法的比較，微波輻照下的兩步法稀酸水解法先制木糖再制葡