超聲波強(qiáng)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(duì)超聲波強(qiáng)化預(yù)處理木質(zhì)纖維素進(jìn)行了研究，重點(diǎn)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(duì)氨水預(yù)處理的影響;同時(shí)探討了木質(zhì)纖維素的超聲波強(qiáng)化低溫scCO2預(yù)處理，考察了不同條件對(duì)預(yù)處理作用效果的影響。分析計(jì)算預(yù)處理后的樣品經(jīng)酶水解獲得的還原糖產(chǎn)率，對(duì)預(yù)處理的作用效果進(jìn)行評(píng)判。并且通過(guò)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(qiáng)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(shí)間、基質(zhì)濃度和氨水質(zhì)量濃度對(duì)酶水解獲得還原糖產(chǎn)率的影響。超聲波強(qiáng)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(qiáng)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(shí)間和氨水質(zhì)量濃度對(duì)酶水解獲得還原糖產(chǎn)率的影響，在超聲波強(qiáng)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(qiáng)化低溫下的scCO2預(yù)處理，用酶水解得到的還原糖產(chǎn)率評(píng)判預(yù)處理的強(qiáng)弱。考察了壓力、超聲波時(shí)間、溫度和加壓時(shí)間對(duì)酶水解獲得還原糖產(chǎn)率的影響。玉米稈在

4、超聲波強(qiáng)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(qiáng)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(guò)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(jī)理。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，物料經(jīng)預(yù)處理后纖維素的相對(duì)含量提高，相對(duì)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