基于玉米秸稈全組分利用的自催化水熱預(yù)處理工藝.pdf

1、燃料乙醇屬于生物質(zhì)能源，作為可再生能源的重要組成部分之一，是迄今為止最為成功的液體替代運輸燃料，具有其它可再生能源（如太陽能、風(fēng)能等）難以替代的作用，對于改善環(huán)境、緩解能源危機、保障國家能源安全具有重要戰(zhàn)略意義，得到美國、巴西、歐洲及中國等相關(guān)企業(yè)及研究機構(gòu)的關(guān)注。木質(zhì)纖維素是地球上具豐富的可再生生物質(zhì)資源，我國每年僅農(nóng)作物秸稈就產(chǎn)生7億多噸，其中玉米秸稈的產(chǎn)能約為6億噸，玉米秸稈中纖維素、半纖維素及木質(zhì)素等全組分利用技術(shù)的潛在經(jīng)濟效益

2、將為纖維素燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入巨大的推動力，同時，作為纖維素乙醇生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)之一的預(yù)處理技術(shù)對后續(xù)酶解、發(fā)酵及廢水處理等生產(chǎn)過程的清潔及經(jīng)濟性具有重要影響。
　　本論文首先進行了玉米秸稈原料水熱預(yù)處理實驗，研究了預(yù)處理液中木糖、葡萄糖、乙酸、糠醛、5-羥甲基糠醛（HMF）及酚類等組分的生成規(guī)律及酶解效果，首次提出了玉米秸稈原料兩級水熱預(yù)處理工藝。通過實驗確定了適宜工藝條件，一級預(yù)處理條件為：溫度180℃，時間30 min；二級預(yù)處

3、理條件：溫度200℃，時間20 min。該工藝在獲得較高木糖及葡萄糖收率的同時，能有效控制副產(chǎn)物糠醛、HMF及酚類等的生成，為后續(xù)酶解、發(fā)酵及廢水生化處理過程提供適宜的底物。
　　本論文在玉米秸稈原料水熱預(yù)處理實驗的基礎(chǔ)上，進一步研究了乙酸濃度對預(yù)處理效果的影響，提出了基于預(yù)處理液回用技術(shù)的玉米秸稈自催化水熱預(yù)處理強化工藝，開展了相關(guān)的工藝實驗研究，并確定了適宜的工藝條件：在溫度為180℃，時間30 min條件下，預(yù)處理液回用工藝

4、乙酸的控制條件為0.8％(wt)，折算為連續(xù)生產(chǎn)過程中預(yù)處理液適宜的回用比例為75%，酶解驗證實驗中葡萄糖的收率由80.82%提高到85.44%。同時也研究了表面活性劑Tween80對酶解效果的強化作用，酶解驗證實驗中葡萄糖的收率由80.82%提高到84.64%。
　　最后，本論文在以上研究工作及本科研團隊先前研究成果的基礎(chǔ)上，提出了以自催化兩級水熱預(yù)處理、同步酶解發(fā)酵、精餾脫水、分子篩吸附及廢醪液生化處理等技術(shù)為特征的玉米秸稈全