固態(tài)發(fā)酵改性促進(jìn)黧蒴栲木屑?jí)嚎s成型性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)固化成型技術(shù)制造的生物質(zhì)顆粒存在密度低，機(jī)械耐久性差，容易斷裂或松散，易生物降解，不耐存儲(chǔ)等問題。針對(duì)上述問題，本文提出了一種基于木屑固態(tài)發(fā)酵處理改性制備成型燃料的研究思路，即利用黃孢原毛平革菌(P.chrysosporium)的生物降解功能提升木屑的壓縮成型性能，為降低成型壓力、溫度和原料含水率，改善成型燃料品質(zhì)創(chuàng)造條件，從而為開發(fā)利用新型能源植物黧蒴栲和將固態(tài)發(fā)酵工藝用于生物質(zhì)成型產(chǎn)業(yè)提供參考。
　　圍繞該目的，本研究利用

2、自主研發(fā)的單顆粒成型機(jī)(萬能試驗(yàn)機(jī)改裝)對(duì)黧蒴栲木屑進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵處理改性后制備成型燃料的研究，分別考察了發(fā)酵時(shí)間(0-64 d)、成型溫度(70-150℃)、成型壓強(qiáng)(55-125 MPa)、生物質(zhì)含水率(5-20wt％)對(duì)成型的影響，明確了各影響因素對(duì)成型能耗及顆粒密度、強(qiáng)度、吸水率和熱值的影響，確定了黧蒴栲木屑固態(tài)發(fā)酵處理改性制備成型燃料的最優(yōu)化條件，并進(jìn)行了機(jī)理推析，得到以下結(jié)論：
　　1)黃孢原毛平革菌固態(tài)發(fā)酵處理改性黧蒴

3、栲木屑能夠改善成型顆粒的成型能耗、密度、Meyer強(qiáng)度和吸水性，其促進(jìn)木屑?jí)嚎s成型性能的機(jī)理在于：發(fā)酵微生物對(duì)易生物降解組分的分解及其自身的繁殖，一方面提高了木屑中可發(fā)揮粘結(jié)劑功能組分的含量，減少了阻礙粘結(jié)劑發(fā)揮作用組分的含量，另一方面顯著改變了木屑纖維的變形性能。這兩方面因素共同作用提升了木屑的壓縮成型性能，而發(fā)酵48 d左右的黧蒴栲木屑?jí)嚎s性能最佳。
　　2)成型溫度、成型壓強(qiáng)和原料含水率是成型的主要影響因素，隨著成型壓強(qiáng)從5

4、5 MPa升高到125 MPa，成型過程的擠壓和推動(dòng)能耗、成型顆粒密度和Meyer強(qiáng)度持續(xù)升高；隨著成型溫度的從70℃升高到150℃，成型過程的擠壓和推動(dòng)能耗降低，成型顆粒密度和Meyer強(qiáng)度增加；隨著木屑含水率從5%升高到20%，擠壓能耗、顆粒密度、Meyer強(qiáng)度、吸水率降低，推動(dòng)能耗的變化與之相反。較高的成型壓力、溫度和原料含水率也有利于減弱吸水對(duì)成型顆粒密度和Meyer強(qiáng)度的影響。結(jié)合實(shí)際和成本考慮，發(fā)酵黧蒴栲木屑的最佳成型條件為