微流注放電玉米秸稈水解制備糖類化合物.pdf

1、傳統(tǒng)的木質(zhì)纖維素水解制備糖類化合物技術(shù)存在很多問題，其中比較大的問題是嚴(yán)重環(huán)境污染和設(shè)備腐蝕，為此人們一直在這一領(lǐng)域?qū)ふ倚路椒?。等離子體技術(shù)是一項(xiàng)高新技術(shù)，將該技術(shù)應(yīng)用于玉米秸稈水解制備單糖類化合物具有很多優(yōu)勢。本文就等離子體水解玉米秸稈制備單糖類化合物的重要科學(xué)問題進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下：
　　 1.研究了玉米秸稈在微流注放電等離子體條件下水解制備糖類化合物的方法。對玉米秸稈及其主要組分的模型化合物水解產(chǎn)物進(jìn)行了分析表征，結(jié)

2、果表明，玉米秸稈粉料無需常規(guī)復(fù)雜的預(yù)處理和添加助劑，在無氧化、無燃燒的情況下，可一步水解為糖產(chǎn)物，秸稈中的纖維素和半纖維素是糖產(chǎn)物的貢獻(xiàn)者，木質(zhì)素在實(shí)驗(yàn)條件下，無糖產(chǎn)物產(chǎn)生。研究結(jié)果顯示了常常被用作廢料的秸稈粉在無酸堿、無高溫高壓、無需復(fù)雜預(yù)處理的條件下轉(zhuǎn)化成糖的可能性。
　　 2.確定了適合秸稈在微流注放電等離子體條件下水解反應(yīng)的工藝條件。研究結(jié)果表明：糖產(chǎn)物的生成與水分子有關(guān)，但是水蒸汽不能單獨(dú)作為放電氣體。隨著電場強(qiáng)度、功

3、率密度、電源頻率、放電時(shí)間等增加糖產(chǎn)率增加，放電間隙對糖產(chǎn)率的影響比較復(fù)雜。最佳工藝條件：平均粒徑為0.2mm的秸稈粉，在激勵電壓.5.0kV，放電時(shí)間120min，放電間隙1.66mm，常壓、100℃飽和水蒸汽流量0.1L，/min，氣壓90kPa，N2流量0.5L/min，溫度90℃，電源頻率10.30kHz，糖產(chǎn)率可達(dá)51.21％。
　　 3.研究了微流注放電條件下玉米秸稈等離子體水解反應(yīng)區(qū)溫度分布以及秸稈水解反應(yīng)熱效應(yīng)。

4、結(jié)果表明，放電間隙內(nèi)秸稈等離子體反應(yīng)區(qū)域縱向溫度呈高斯分布，在等離子體形成過程中秸稈等離子體反應(yīng)區(qū)域內(nèi)溫度升高過程與撤銷激勵電壓后秸稈等離子體反應(yīng)區(qū)域內(nèi)溫度降低過程中，縱向和橫向溫度具有相同的變化趨勢。秸稈水解反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱為5.826x100 J/g。
　　 4.闡明了微流注放電條件下玉米秸稈水解機(jī)理，初步分析了動力學(xué)過程。結(jié)果表明，秸稈粉在電場力作用下，懸浮于空間，有利于放電產(chǎn)生的活性粒子與秸稈粉的作用，進(jìn)而破壞秸稈