超聲波強化氨水-超臨界二氧化碳預處理木質纖維素工藝研究.pdf

1、本論文主要對超聲波強化預處理木質纖維素進行了研究，重點考察了以玉米芯、玉米稈和高粱稈為原料，探討了較高氨水質量濃度和較低氨水質量濃度下，超聲波對氨水預處理的影響;同時探討了木質纖維素的超聲波強化低溫scCO2預處理，考察了不同條件對預處理作用效果的影響。分析計算預處理后的樣品經(jīng)酶水解獲得的還原糖產率，對預處理的作用效果進行評判。并且通過SEM、XRD等技術手段探討預處理后樣品的微觀結構變化。結果如下:
　　(1)玉米芯、高粱稈和玉

2、米稈等原料使用超聲波強化氨水預處理，在氨水濃度7.50～17.5wt％的條件下，考察了溫度、時間、基質濃度和氨水質量濃度對酶水解獲得還原糖產率的影響。超聲波強化氨水預處理在最優(yōu)條件下玉米芯的糖產率為40.5％，高粱稈為47.1％，玉米稈為44.1％，比各自原料經(jīng)酶水解獲得的還原糖產率分別增加了25.7％、25.7％、30.8％。
　　(2)玉米芯、高粱稈和玉米稈等物料使用超聲波強化氨水預處理，在氨水濃度1～4wt％的條件下，考察了

3、溫度、時間和氨水質量濃度對酶水解獲得還原糖產率的影響，在超聲波強化氨水預處理最優(yōu)條件下，玉米芯酶水解獲得的還原糖產率為36.5％，高粱稈為33.2％，玉米稈為31.1％，比各自原料經(jīng)酶水解獲得的還原糖產率分別提高了21.3％、16.9％、12.7％。
　　(3)玉米稈和玉米芯使用超聲波強化低溫下的scCO2預處理，用酶水解得到的還原糖產率評判預處理的強弱。考察了壓力、超聲波時間、溫度和加壓時間對酶水解獲得還原糖產率的影響。玉米稈在

4、超聲波強化低溫scCO2預處理的最優(yōu)條件下經(jīng)酶水解獲得的還原糖產率為40.3％，比原料經(jīng)酶水解獲得的還原糖產率增加了21.9％。玉米芯在使用超聲波強化低溫scCO2預處理的最優(yōu)條件下經(jīng)酶水解獲得的還原糖產率為33.0％。
　　(4)通過XRD和SEM等技術表征手段和標準范式洗滌研究預處理前后物料的微觀結構變化，從而探究其機理。結果發(fā)現(xiàn)，物料經(jīng)預處理后纖維素的相對含量提高，相對結晶度增加，從SEM圖可以看到經(jīng)預處理后木質纖維素有孔洞