玉米秸秆稀酸蒸汽爆破协同作用机制研究.pdf

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1、第40卷第12期当『弋化工Vo1．40．No．122011年l2月ContemporaryChemicalIndustryDecember．20Il玉米秸秆稀酸蒸汽爆破协同作用机制研究贾天宇，廖克俭，佟名友，王鑫，李秀铭(1辽宁石油化工大学，辽宁抚顺I13001；2抚顺石油化工研究院，辽宁抚顺I13001)摘要：以玉米秸秆原料，进行蒸汽爆破处理，比较了水蒸气蒸爆、稀酸和稀酸蒸爆3种预处理方法，通过对3种预处理过程中米秸秆纤维组分变化、纤维素和半纤维素降解产物和玉米秸秆结构分析以及酶解试验，探讨稀酸蒸汽爆破的协同作用机制。结果表明，稀酸蒸爆协同作用包括稀酸

2、的软化和蒸汽爆破的活化两种机制：一是通过稀酸脱除大部分的半纤维素破坏了半纤维素与木质素问的相互作用，软化了纤维组织；二是软化的纤维通过蒸汽爆破冻结其活性纤维素超分子结构，增加了纤维素与纤维素酶的接触面积。关键词：玉米秸秆；蒸汽爆破；预处理；木质纤维素中图分类号：TQ560文献标识码：A文章编号：1671-0460(2011)12—1224—05ResearchonSynergismofAcid-catalyzedSteamExplosionofCornStalkJIATian-yu，LIAOKe-jian，TONGMing-you，WANGXing2，L

3、IXiu—ming(1．LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，China~2．FushunResearchInstituteofPetroleumandPetrochemicals，LiaoningFushun113001，China)Abstract：Usingcornstalkasrawmaterial，threepretreatmentsincludingwatervaporsteamexplosion，diluteacidcatalysisanddiluteacid—catalyzedstea

4、mexplosionwerecarriedoutinordertoinvestigatesynergyeffectofsteamexplosionanddiluteacidcatalysis．Forthepurpose．effectsofacid．catalyzedsteamexplosiononcornstalkwereanalyzedandcharacterized，suchascomposition，structure，propertyofthematter，formingdegradableproductsafterpretreatmentsan

5、denzymatichydrolysis．Theresultsshowthatthepositiveeffectofacid—catalyzedsteamexplosionattributestothesynergisticinteractionsofacid—softeningandsteamactivation．First．thehemicelluloseremovalwithacidcanbreaktheinteractionbetweencelluloseandligin，andsoftenlignocellulosicstructure．Sec

6、ond，steamexplosionofacid—softenedmattercanleadtotheformingofanactivesupramolecularstructure．whichcanincreasetheaccessibilityofcellulasetocelluloses．Keywords：Cornstalks；Steamexplosion；Pretreatment；Li2nocellulose由木质纤维素生产燃料酒精满足绿色环保、可持讨稀酸蒸汽爆破的协同作用机制。续发展的要求，是最有可能取代石油的新能源，具有1实验部分巨大的发展前

7、景⋯。木质纤维素是多组分物料，其结构较复杂，它由纤维素、半纤维素和木质素通过共价1．1材料与仪器键联结成网络结构。木质纤维素结构特点决定了其乙玉米干秸秆(纤维素38．2％、半纤维素22．1％、醇转化须经过预处理，而处理最终目的在于提高酶解木质素20．2％、灰分3．9％)，用粉碎机粉碎至颗粒效率、原料利用率和总得糖率。蒸汽爆破作为一种预大小为l～5mm，待用；试验使用的试剂皆为分析纯。处理方法，能有效地实现木质纤维素化学组分分离，5L蒸汽爆破机：北京化工大学和抚顺石油化并且不用或少用化学药品，对环境无污染，能耗较低，工研究院共同研制；1L反应釜：大连科茂实

8、验试是近年来发展比较快、比较有效、低成本的木质纤维验设备有限公司；秸秆挤压器：实