玉米秸秆糖化残渣综合利用研究

【摘要】： 随着全球经济的快速增长,能源需求的日益增长和常规能源供应紧张的矛盾加剧,纤维素生物乙醇正以其清洁、环保和可再生特性越来越得到世界各国的普遍关注。农作物秸秆制备生物乙醇已开展了广泛研究,但对酶解后残渣的综合利用未见报道。 本论文利用碱性亚硫酸钠对玉米芯糖化残渣和玉米秸秆糖化残渣进行了磺化改性,通过正交实验和蒸煮条件单因素实验的研究,分析了木质素磺酸盐得率、表面活性、磺酸基含量以及对水泥净浆流动度性能,获得了性能良好的木质素磺酸盐,用作混凝土减水剂。同时对分离木质素后二次残渣进行了酶解糖化和纤维板压板的再利用研究。主要研究结果如下: 1).玉米芯糖化残渣,碱性亚硫酸盐法分离木质素的适宜工艺条件为:总用碱量(按Na2O计)14%、蒸煮温度155℃、保温时间3h、亚硫酸化度75%~85%。在此工艺条件下木质素磺酸盐得率为51.39%,产品的水泥净浆流动度可达到112mm,1%溶液表面张力为:46.4mN/m,产品磺酸基含量为:1.89mmol/g。 2).玉米秸秆糖化残渣,碱性亚硫酸盐法分离木质素的适宜工艺条件为:总用碱量(按Na2O计)16%、蒸煮温度165℃、保温时间2.0~3.0h、亚硫酸化度85%。而在此工艺条件下木质素磺酸盐得率可以达到63.38%,产品对水泥净浆流动度可达到105mm,溶液表面张力为:45.5mN/m,产品磺酸基含量为:1.75mmol/g。 3).玉米秸秆糖化残渣分离木质素后的二次残渣再进行酶解实验,在酶用量40 FPU/g,50℃恒温水浴振荡,酶解时间48h,的酶解条件下,酶解残渣剩余率为28.5%,糖得率为69.6%。 4).蒸煮残渣的纤维板压制实验表明:当蒸煮残渣以20%掺量与马尾松纤维混合时,纤维板内结合强度为0.58MPa,静曲强度为23.2MPa,弹性模量为2871 MPa,吸水厚度膨胀率为8.37%,均能达到标准。 5).对于玉米秸秆糖化残渣,经碱性亚硫酸钠蒸煮制备混凝土减水剂和二次残渣酶解糖化两次实验后,最终残渣剩余率为9.81%,最终残渣中灰分占47.63%,SiO2占42.06%。 【关键词】：糖化残渣 木质素磺酸盐 混凝土减水剂 酶解 纤维板
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TQ352
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-10
• 1.1 课题研究的背景8-9
• 1.2 课题研究的意义9
• 1.3 课题研究的主要内容9-10
• 2 文献综述10-19
• 2.1 秸秆生物乙醇残渣研究概述10-12
• 2.1.1 秸秆发酵制取生物乙醇基本过程10
• 2.1.2 秸秆生物乙醇残渣特性10-11
• 2.1.3 木质素的分离11-12
• 2.2 木质素结构及性质概述12-13
• 2.3 木质素的改性及应用研究进展13-19
• 2.3.1 用作混凝土减水剂13-14
• 2.3.2 在染料分散剂方面的应用14-15
• 2.3.3 在木材胶黏剂方面的应用15-16
• 2.3.4 在农业缓释肥方面的应用16-17
• 2.3.5 其他方面的应用17-19
• 3 木质素磺酸盐的分离工艺研究19-43
• 3.1 实验材料与方法20-24
• 3.1.1 实验材料20
• 3.1.2 实验方法20-24
• 3.2 结果分析与讨论24-41
• 3.2.1 原料分析24
• 3.2.2 玉米芯糖化残渣ASP 蒸煮正交实验及分析24-25
• 3.2.3 ASP 法从玉米芯糖化残渣中分离木质素的工艺条件研究25-33
• 3.2.4 ASP 法从玉米秸杆糖化残渣中分离木质素的工艺条件研究33-40
• 3.2.5 玉米秸秆糖化残渣ASP 蒸煮放大实验40-41
• 3.2.6 残渣中分离的木质素磺酸盐与木质素商品用于混凝土减水剂的性能比较41
• 3.3 小结41-43
• 4 蒸煮残渣酶解糖化性能的研究43-51
• 4.1 实验材料与方法43-45
• 4.1.1 实验材料43
• 4.1.2 实验方法43-45
• 4.2 结果分析与讨论45-50
• 4.2.1 玉米秸秆糖化残渣ASP 蒸煮前后纤维形态变化45-46
• 4.2.2 玉米秸秆糖化残渣蒸煮残渣化学组成和酶解糖化性能研究46-50
• 4.3 小结50-51
• 5 蒸煮残渣纤维板压制实验51-55
• 5.1 实验材料与方法51-52
• 5.1.1 实验材料51
• 5.1.2 实验方法51-52
• 5.2 结果分析与讨论52-54
• 5.3 小结54-55
• 6 利用处理过程中物料损失分析55-58
• 6.1 实验材料与方法55-56
• 6.1.1 实验材料55
• 6.1.2 试验方法55-56
• 6.2 结果分析与讨论56-57
• 6.3 小结57-58
• 7 结论58-59
• 参考文献59-62
• 详细摘要62-65

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