秸秆低酸连续水热糖化研究

发布时间：2021-02-21 09:15

　　随着可再生能源利用的不断发展，以生物质为原料的第二代燃料乙醇的发展蒸蒸日上，其中将生物质转化为糖类中间体是燃料乙醇转化的过程中重要研究内容。本研究以小麦秸秆、油菜秸秆为研究对象，利用连续式梯度升温方式分别对其进行糖化处理，对两种秸秆水热糖化过程中还原糖及副产物糠醛的产生进行了系统的试验和理论研究，并对这种水热糖化技术的经济性进行了评价。本研究利用自行设计的连续化水热装置，研究了酸浓度和流速对秸秆在梯度升温（60℃-230℃）水解过程中生成的还原糖浓度、还原糖产率及副产物糠醛浓度的影响，得出当硫酸浓度为1.0%，反应液流速为25mL/min时还原糖产率最高，此时小麦秸秆产还原糖浓度最高可达32.9g/L，还原糖产率为60.8%，油菜秸秆还原糖浓度最高可达20.1g/L，还原糖产率为53.4%。此时糠醛浓度均低于1.0g/L，而在整个梯度升温过程中，还原糖浓度峰值较糠醛浓度峰值在较低的温度段即出现，可以很好的实现还原糖和糠醛的分离，减少副产物对发酵等后续处理过程的抑制作用。在研究得出的最优糖化条件基础上对整个反应过程各温度段固体残渣的成分进行分析，结合扫描电镜对水解残渣进行形态分析和红外分... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 生物质及生物质能
    1.3 秸秆的基本组成和性质
        1.3.1 纤维素
        1.3.2 半纤维素
        1.3.3 木质素
    1.4 秸秆水解技术
        1.4.1 酸水解技术
        1.4.2 酶催化水解技术
        1.4.3 高温水热法
    1.5 课题来源及研究思路
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 研究思路
        1.5.3 研究内容
        1.5.4 技术路线
第二章 材料与方法
    2.1 试验原料与试剂
        2.1.1 试验原料
        2.1.2 主要试剂
    2.2 试验装置与主要仪器
        2.2.1 试验装置
        2.2.2 主要试验仪器
    2.3 试验操作及分析方法
        2.3.1 秸秆低酸连续化水热糖化
        2.3.2 秸秆水热糖化不同反应节点残渣的收集
        2.3.3 液体产物分析方法
        2.3.4 固体残渣分析方法
第三章 秸秆低酸连续水热产糖的研究
    3.1 反应条件对秸秆水热产还原糖的影响
        3.1.1 流速对小麦秸秆产还原糖浓度的影响
        3.1.2 流速对油菜秸秆产还原糖浓度的影响
        3.1.3 酸浓度对小麦秸秆产还原糖浓度的影响
        3.1.4 酸浓度对油菜秸秆产还原糖浓度的影响
        3.1.5 反应条件对秸秆还原糖产率的影响
    3.2 秸秆水热副产物的分析
        3.2.1 流速对小麦秸秆产糠醛浓度的影响
        3.2.2 流速对油菜秸秆产糠醛浓度的影响
        3.2.3 酸浓度对小麦秸秆产糠醛浓度的影响
        3.2.4 酸浓度对油菜秸秆产糠醛浓度的影响
    3.3 秸秆水热产还原糖与糠醛产生的关系
    3.4 本章小结
第四章 秸秆水热糖化过程固体相组分变化研究
    4.1 小麦秸秆水热糖化过程固体相组分变化研究
        4.1.1 固体残渣的成分分析
        4.1.2 固体残渣的电镜分析
        4.1.3 固体残渣的红外分析
        4.1.4 最优条件水热糖化过程物料衡算
    4.2 油菜秸秆水热糖化过程固体相组分变化研究
        4.2.1 固体残渣的成分分析
        4.2.2 固体残渣的电镜分析
        4.2.3 固体残渣的红外分析
        4.2.4 最优条件水热糖化过程物料衡算
    4.3 本章小结
第五章 秸秆水热制糖经济性分析
    5.1 国内秸秆资源
    5.2 经济成本分析
    5.3 秸秆水热制糖的经济效益
    5.4 秸秆水热制糖的社会与环境效益
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3044145