水热预处理及酸/碱—水热预处理对玉米秸秆酶解产糖及厌氧发酵的影响

发布时间：2022-01-01 09:01

　　玉米秸秆是丰富的可再生生物质资源,全国每年产生大量的农作物秸秆,其中很大一部分被焚烧,不仅浪费资源,而且造成环境污染。以秸秆为原料生产甲烷是常用且有效的生物质资源化方式,有利于经济、环境、生态的可持续发展。由于玉米秸秆特殊的木质纤维结构使其生物降解性能低下,因此研究环境友好的高效秸秆水热预处理方法对玉米秸秆分解和产能具有重要意义。水热温度的提高能够去除半纤维素,预处理温度200℃时,半纤维素含量降至2.87%。水热温度为160℃时玉米秸秆酶解产糖量最高,酶解36 h后还原糖浓度为1.69 mg/mL,比空白高83.7%。180℃下水热预处理30 min,秸秆的产气效果最高,总产气量是空白的1.66倍。160℃下水热预处理120 min,半纤维素含量降至7.2%。160℃下水热预处理120 min,玉米秸秆酶解产糖量最高,36 h酶解后还原糖产量为1.56 mg/mL,是未经水热预处理玉米秸秆酶解产糖的2.43倍。在160℃下水热预处理30 min后,秸秆产气效果最好,累积产气量为1561 mL,是空白的2.06倍。固液比的改变对水热预处理玉米秸秆影响不大,不同固液比水热预处理条件下玉米... 

【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1. 绪论
    1.1. 生物质的性质及组成
        1.1.1. 纤维素
        1.1.2. 半纤维素
        1.1.3. 木质素
    1.2. 秸秆的生物质能源利用
        1.2.1. 秸秆还田
        1.2.2. 秸秆饲料
        1.2.3. 秸秆产能
        1.2.4. 厌氧发酵技术
    1.3. 秸秆的预处理
        1.3.1. 物理预处理
        1.3.2. 化学预处理
        1.3.3. 生物预处理
    1.4. 水热预处理机理
        1.4.1. 高温液态水的性质
        1.4.2. 木质纤维素在水热预处理中的降解
    1.5. 课题的研究内容及研究方案
        1.5.1. 研究内容
        1.5.2. 研究方案
        1.5.3. 研究目标
2. 实验内容与研究方法
    2.1. 实验原料
        2.1.1. 厌氧消化原料
        2.1.2. 接种污泥
        2.1.3. 实验药品
    2.2. 厌氧消化实验装置
    2.3. 实验仪器
    2.4. 实验方法
        2.4.1. 预处理温度的影响
        2.4.2. 预处理时间的影响
        2.4.3. 预处理固液比的影响
        2.4.4. 碱-水热联合对玉米秸秆的影响
        2.4.5. 酸-水热联合对玉米秸秆的影响
    2.5. 分析方法
        2.5.1. 秸秆物理化学性质的分析
        2.5.2. 秸秆生物降解性能分析
3. 水热预处理对玉米秸秆酶解产糖和厌氧发酵的影响
    3.1. 预处理温度的影响
        3.1.1. 表面结构的变化
        3.1.2. 物理化学性质的变化
        3.1.3. 秸秆酶解产糖的变化
        3.1.4. 厌氧发酵产沼气
    3.2. 预处理时间的影响
        3.2.1. 表面结构的变化
        3.2.2. 物理化学性质的变化
        3.2.3. 酶解产糖的变化
        3.2.4. 厌氧发酵的变化
    3.3. 预处理固液的影响
        3.3.1. 表面结构的变化
        3.3.2. 物理化学性质的变化
        3.3.3. 酶解产糖的变化
    3.4. 小结
4. 酸/碱-水热联合预处理对玉米秸秆酶解产糖和厌氧发酵的影响
    4.1. 表面结构的变化
    4.2. 物理化学性质的变化
    4.3. 添加酸/碱对玉米秸秆酶解产糖的变化
    4.4. 厌氧发酵的变化
    4.5. 小结
5. 结论与建议
    5.1. 结论
    5.2. 建议
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]碱预处理对玉米秸秆酶解效果的影响[J]. 迟聪聪,柳咪,龚亚辉,李鸿魁,吴养育.  陕西科技大学学报(自然科学版). 2015(05)
[2]温度对牛粪两相厌氧发酵特性的影响[J]. 李晶宇,罗立娜,李文哲,公维佳,郭勇.  环境工程学报. 2015(08)
[3]pH值对玉米秸秆厌氧消化产气的影响[J]. 张美霞,张盼月,吴丹,樊世漾,李东一.  环境工程学报. 2015(06)
[4]不同预处理方式对玉米秸秆产气效果的影响[J]. 李平,蒋滔,李萍,刘科,韦秀丽.  西南农业学报. 2014(05)
[5]白腐真菌预处理对玉米秸秆厌氧发酵产甲烷影响实验[J]. 柳珊,吴树彪,张万钦,庞昌乐,邓宇,董仁杰.  农业机械学报. 2013(S2)
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[8]玉米秸秆综合利用现状及发展策略[J]. 王敬昌,杜运科,任雅琴,陈三乐,孙军仓,徐芦.  农业科技通讯. 2012(11)
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博士论文
[1]木质生物质水热资源化利用过程机理研究[D]. 肖领平.北京林业大学 2014
[2]两段式厌氧工艺产甲烷发酵特性及微生物生态调控机制研究[D]. 赵光.哈尔滨工业大学 2013
[3]秸秆沼气厌氧发酵的预处理工艺优化及经济实用性分析[D]. 宋籽霖.西北农林科技大学 2013
[4]生物预处理玉米秸秆厌氧干发酵特性及沼渣基质利用的研究[D]. 赵玲.沈阳农业大学 2011
[5]玉米秸秆保质贮存及水热反应处理提高可生化性方法的研究[D]. 孙优善.天津大学 2011
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[7]污水厂剩余污泥水解及其厌氧发酵产氢技术研究[D]. 郭亮.湖南大学 2009

硕士论文
[1]纤维素酶添加对玉米秸秆厌氧消化产甲烷的影响[D]. 吴丹.北京林业大学 2015
[2]农作物秸秆干式厌氧发酵特性的研究[D]. 林峰.南京师范大学 2013
[3]酸预处理玉米秸秆与牛粪混合厌氧发酵试验研究[D]. 田永兰.华北电力大学 2012
[4]秸秆干式厌氧发酵技术研究[D]. 高白茹.南京农业大学 2009
[5]超声波与稀碱法联合预处理对秸秆厌氧发酵产沼气的影响[D]. 张婷.湖北工业大学 2009
[6]秸秆厌氧发酵产沼气工艺中关键因子的研究[D]. 杨立.湖北工业大学 2009
[7]秸秆用于沼气发酵原料最优工艺参数研究[D]. 盛凯.华中农业大学 2007
[8]我国秸秆资源分布及利用现状的分析[D]. 刘建胜.中国农业大学 2005



本文编号：3562050