木質(zhì)纖維素酸水解研究.pdf

1、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對(duì)能源需求逐增，石化及煤炭資源的有限性及不可再生性，必然導(dǎo)致供給不足。地球植物中含有豐富的纖維素及半纖維素，僅有少部分被利用。隨著燃料乙醇需求量激增，大量的糧食作為原料用于生產(chǎn)燃料乙醇，導(dǎo)致糧食供求關(guān)系緊張，針對(duì)于我國(guó)國(guó)情研究開發(fā)利用木質(zhì)纖維素具有重大意義。本文圍繞木質(zhì)纖維素的預(yù)處理及酸水解進(jìn)行研究。 1.比較了雙氧水、氨水及氫氧化鈉預(yù)處理方法對(duì)組分含量及紅外結(jié)晶指數(shù)的影響。研究結(jié)果表明，1)雙氧水處理：纖

2、維素及半纖維素的損失率隨著雙氧水濃度增加而增加，木質(zhì)素脫出率在濃度為3％時(shí)存在一極大值，約為39％；纖維素及半纖維素的損失率均隨處理的時(shí)間延長(zhǎng)而增加，木質(zhì)素脫出率在大于2.5h后趨于穩(wěn)定。2)氨水處理：木質(zhì)素脫出率隨氨水濃度增加而增加，纖維素?fù)p失率在濃度為10％時(shí)存在一極大值，約為6％。3)氫氧化鈉處理：濃度大于3％后，纖維素?fù)p失率趨于平穩(wěn)，約為4％，木質(zhì)素脫出率及半纖維素脫出率隨濃度增加而增加。纖維素及半纖維素的損失率與木質(zhì)素脫出率均

3、隨溫度升高而增加。4)綜合比較：纖維素?fù)p失率以雙氧水處理的較大，大于10％，其它兩種處理均小于10％。半纖維素?fù)p失率以雙氧水處理的較大，損失率在30％以上，而氨水及氫氧化鈉處理的較小，分別是雙氧水處理的1/3及1/2。氫氧化鈉脫出木質(zhì)素較多，約為50％。以氫氧化鈉處理后的結(jié)晶指數(shù)最大，為1.4365，相對(duì)于未處理的結(jié)晶指數(shù)，增幅約為36％。 2.以氫氧化鈉預(yù)處理過(guò)的稻稈粉為原料，通過(guò)單因素及正交試驗(yàn)研究了硫酸水解條件對(duì)半纖維素水

4、解率、木糖收率及纖維素?fù)p失率的影響。研究結(jié)果表明，影響半纖維素水解率的因素主次順序?yàn)椋簻囟?酸濃度>液固比>時(shí)間，影響木糖收率的因素主次順序?yàn)闇囟?酸濃度>時(shí)間>液固比，影響纖維素?fù)p失率的因素主次順序?yàn)樗釢舛?液固比>時(shí)間>溫度；綜合木糖產(chǎn)率及纖維素?fù)p失率選出實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)水解半纖維素工藝條件為：酸濃度為1.8％、溫度122℃、時(shí)間為60min、液固比(mL/g)為14:1。此條件下，半纖維素水解率、木糖收率及纖維素?fù)p失率分別為：68.32

5、％，52.11％及10.45％。 3.以硫酸水解過(guò)的殘?jiān)鼮樵希ㄟ^(guò)單因素及正交試驗(yàn)研究了檸檬酸水解條件對(duì)纖維素水解率及葡萄糖收率的影響。研究結(jié)果表明，影響纖維素水解率的因素主次順序?yàn)椋核釢舛?溫度>時(shí)間>液固比；影響葡萄糖收率的因素主次順序?yàn)椋簻囟?酸濃度>液固比>時(shí)間；綜合考慮試驗(yàn)條件及纖維素水解率與葡萄糖收率，較好組合為：酸濃度為2.9％、溫度190℃、時(shí)間為70min、液固比為15:1，此條件下，纖維素水解率及葡萄糖收率