秸稈低酸連續(xù)水熱糖化研究.pdf

1、隨著可再生能源利用的不斷發(fā)展,以生物質為原料的第二代燃料乙醇的發(fā)展蒸蒸日上,其中將生物質轉化為糖類中間體是燃料乙醇轉化的過程中重要研究內容。本研究以小麥秸稈、油菜秸稈為研究對象,利用連續(xù)式梯度升溫方式分別對其進行糖化處理,對兩種秸稈水熱糖化過程中還原糖及副產物糠醛的產生進行了系統(tǒng)的試驗和理論研究,并對這種水熱糖化技術的經濟性進行了評價。
　　本研究利用自行設計的連續(xù)化水熱裝置,研究了酸濃度和流速對秸稈在梯度升溫(60℃-230℃)

2、水解過程中生成的還原糖濃度、還原糖產率及副產物糠醛濃度的影響,得出當硫酸濃度為1.0％,反應液流速為25mL/min時還原糖產率最高,此時小麥秸稈產還原糖濃度最高可達32.9g/L,還原糖產率為60.8%,油菜秸稈還原糖濃度最高可達20.1g/L,還原糖產率為53.4%。此時糠醛濃度均低于1.0g/L,而在整個梯度升溫過程中,還原糖濃度峰值較糠醛濃度峰值在較低的溫度段即出現(xiàn),可以很好的實現(xiàn)還原糖和糠醛的分離,減少副產物對發(fā)酵等后續(xù)處理過

3、程的抑制作用。在研究得出的最優(yōu)糖化條件基礎上對整個反應過程各溫度段固體殘渣的成分進行分析,結合掃描電鏡對水解殘渣進行形態(tài)分析和紅外分析,探討了秸稈低酸連續(xù)梯度升溫水解機理。最后以低酸連續(xù)水熱糖化反應得到的還原糖產率為依據(jù),對小麥和油菜兩種農作物的秸稈水熱產糖進行經濟性分析。參照2011年全國農作物秸稈數(shù)據(jù),可利用的秸稈原料分別為小麥秸稈4068萬噸,油菜秸稈634萬噸。若將其用于還原糖的制備,則可產生經濟收益如下:小麥秸稈1540535