玉米秸秆组分含量分析.pdf

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1、玉米秸秆组分含量分析李小红李冬梅王冰(吉林燃料乙醇有限责任公司，吉林132101)摘要：随着石油进口量的增加，为了缓解能源紧张，开发利用玉米秸秆生产燃料乙醇是有效的解决办法。首先在实验室阶段要了解玉米秸秆的组成及其含量。本文主要通过NREL实验室的方法进行分析，在分析的过程中根据两地物料的差异对实验参数条件进行了部分调整。通过实验可以了解玉米秸秆的组成及含量，为进一步研究提供数据基础。关键词：玉米秸秆；燃料乙醇；组分含量；分析由于我国的石油资源相对匮乏，石油进口量逐渐增加，为了缓解能源紧张，利用玉米秸秆进行生产燃料乙醇是一个有效的

2、解决办法。我国的植物纤维资源比较丰富，每年农作物玉米秸秆产量2．2亿吨多，产量较大。由于大量的玉米秸秆无法全部利用，农民将部分秸秆在田地里进行焚烧，对环境造成了严重的污染。开发利用玉米秸秆生产燃料乙醇可以缓解能源的紧张、减少焚烧造成的环境污染，同时可以促进农村经济的发展，可以达到较好的经济效益和社会效益。利用玉米秸秆生产燃料乙醇，首先要了解玉米秸秆的组分含量，为投入大生产提供数据依据。实验主要采用美国NREL实验室的分析方法，选取吉林周边的玉米秸秆作为原料，分析水分、蛋白、粗灰分、抽提物、葡聚糖、木聚糖、阿拉伯聚糖、木质素、结构灰

3、分指标。在分析的过程中，由于物料之间存在一定的差异，因此在原有方法的基础上进行了优化，选取最适合分析本地玉米秸秆组分的实验条件，利用硫酸水解，将玉米秸秆中的纤维素和半纤维素水解成单糖，主要为葡萄糖、木糖和阿拉伯糖，然后用高效液相色谱进行定量分析。1实验材料1．1原料吉林市周边收获的玉米秸秆。1．2实验试剂硫酸(分析纯)、无水乙醇(分析纯)、氢氧化钠(分析纯)、硼酸(分析纯)、葡萄糖标准物质(色谱纯)、木糖标准物质(色谱纯)、阿拉伯糖标准物质(色谱纯)。1．3实验器材粉碎机、赛多利斯电子天平、梅特勒快速水分测定仪、Buehi抽提器、

4、5E—MF6200马弗炉、Buchi一370凯氏定氮仪、Hws24恒温水浴锅、高压蒸煮灭菌锅、岛津高效液相色谱仪、烘箱、电炉子、圆周振荡器、小型循环水真空泵、100mL盐水瓶、G5玻璃砂芯漏斗、移液枪、量筒、50IrIL离心管、滤纸。2实验步骤2．1水分测定将取回的玉米秸秆用刀切成10厘米左右长的段。放在天平上称重，然后放入105℃烘箱中烘3小时，之后拿出称重，计算水分含量。2．2样品制备将2．1测定水分后的玉米秸秆用手撕开以便能放进粉碎机的进样口，然后将玉米秸秆使用配备1mm筛网的粉碎机粉碎，用自封袋收集粉碎后样品于4℃冰箱内，

5、待水分平衡后进行各项分析。2．3氮含量测定首先将消煮炉温度设置为400qc，待温度升到设置温度平稳后，将2．2粉碎后样品从冰箱中取出，称取O．39粉碎后样品于定氮管中，加一片消煮片，然后加入10mL硫酸，置于400℃的消煮炉中消煮1小时。完成后将定氮管取出，冷却到室温。在凯氏定氮仪测定样品之前，对pH电极进行校正，测定空白和回收率，都符合后，对冷却后的样品采用凯氏定氮仪进行测定。2．4粗灰分测定将坩埚于580cc马弗炉中恒重，冷却后，用天平称取0．39样品于坩埚中，在电炉子上加热45分钟，炭化至无烟，之后将其放入580℃马弗炉中灰

6、化6小时，结束后放入干燥器冷却至室温称重计算粗灰分含量。2．5抽提物测定将滤纸叠成纸包依次放在水和乙醇中进行抽提，之后自然晾干。称取2．59粉碎样品放入预先抽提恒重过的滤纸包中，放入BuchiB11抽提器中进行水抽提和乙醇抽提，采用索氏热抽提模式，抽提时闻分别为2．5小时和2小时。抽提结束后，放入105。c烘箱中恒重，恒重结束后称重计算。2。6结构性糖、木质素及灰分测定称取0．39抽提后的样品，加入3mL72％硫酸，用振荡器混合均匀后置于30℃恒温水浴中l小时，保温结束后加入84mL蒸馏水，密封并混合均匀，放入120℃高压灭菌锅中

7、水解1小时。采用4％硫酸配置标准糖液，与样品一同水解。水解后，采用已恒重的G玻砂漏斗过滤，滤液采用caCO冲和后进行HPM分析，得到葡萄糖，木糖、阿拉伯糖含量。色谱条件：色谱柱Phe．nomenexRezex”RPM，预柱C盯bo—Pb；柱温60℃；流动相：纯水，进样量20IlL。滤渣用热蒸馏水洗涤至中性，于105℃烘箱恒重后称重。称重后，将玻璃砂芯漏斗连同滤渣放入马弗炉中于580℃灰化4小时，结束后称重计算酸不溶木质素及结构性灰分含量。3实验结果样品水分蛋白粗灰抽提蕾聚术聚阿拉伯聚木质结构编号分物培糖素灰分、蕾51．6515．4

8、130．4611．6515．26l5．53％7．98％5．21％8．30％％52．14lO．3310．4933．1017．1517．9326．1似2．18％3．41％％55．3610．4233．4312．4218．8935．85％8．87％4．53