木质纤维素生物质稀酸水解研究(I)——连续水解反应器的研究与开发

应用自行设计的一套处理量为2kg/h生物质稀酸连续水解反应器,初步研究生物质的稀酸水解反应,以木屑为原料,稀硫酸为催化剂,考察反应温度、稀酸浓度、反应时间对转化率和产率的影响.结果表明,当温度为200℃,停留时间为6min,催化剂浓度为1%,木屑液固比为10L/kg时,可得到相对较理想的水解效果.     

木质纤维素生物质稀酸水解研究（Ⅰ）——连续水解反应器的研究与开发

应用自行设计的一套处理量为2kg/h生物质稀酸连续水解反应器,初步研究生物质的稀酸水解反应,以木屑为原料,稀硫酸为催化剂,考察反应温度、稀酸浓度、反应时间对转化率和产率的影响。结果表明,当温度为200℃,停留时间为6min,催化剂浓度为1％,木屑液固比为10L／kg时,可得到相对较理想的水解效果。     

芒草稀硫酸水解工艺条件的正交实验

芒草含有80%以上的可降解的纤维素和半纤维素,仅含有19%的不被酸降解的苯环化合物,木质素,适于作为生产燃料乙醇的原料。通过对芒草稀酸水解工艺的正交实验研究,探讨了反应时间、硫酸浓度、原料与硫酸的固液比等因素对纤维素、半纤维素降解为葡萄糖、木糖及总糖含量的影响。结果表明:在121℃条件下,对于纤维素,影响葡萄糖产量的主要因素是硫酸浓度;而对于半纤维素,1.5%的硫酸就可使之降解完全;但在酸浓度较高时,会产生葡萄糖、木糖以外的杂质。     

混合酸催化水解白酒丢糟的研究

以还原糖浓度和糠醛生成量为指标,通过正交试验方法优化混合酸催化水解白酒丢糟的工艺条件,并分析丢糟酸解前后的结构特性。结果表明,丢糟在温度为100℃、固液比为1:12、混合酸浓度为2.5%的最优条件下催化水解120 min,可获得59.32 g/L还原糖,抑制物糠醛的生成量仅为8.37 g/L。结构特性分析表明,酸水解后的丢糟形态结构变化明显,木质纤维结构被破坏,其中的纤维素和半纤维素组分发生降解,酸解残渣的相对结晶度提高。     

木屑纤维素酶水解条件的试验研究

采用正交试验法研究了稀盐酸预处理木屑的最优条件:反应温度为105℃,反应时间为3 h,用质量分数为2%的HCl预处理后,半纤维素质量分数降低了78.4%,木质素降低了29.3%.用纤维素酶水解预处理过的木屑,考察了pH值、温度、时间对酶水解率的影响,结果表明:酶解温度为50℃,pH值为4.8,纤维素酶液用量为2 ml/g,水解时间为48 h时,酶水解率达到76%,纤维素质量分数降低了65.4%.     

稻草“两步法”酸水解制备乙酰丙酸的研究

以稻草为原料,采用"两步法"稀酸水解制备乙酰丙酸,考察了反应时间、反应温度、固液比(质量比,下同)、酸的质量分数对还原糖转化率和乙酰丙酸收率的影响。研究结果表明,酸水解制糖的较佳反应条件:反应时间为35 min,反应温度为220℃,固液比为1∶15,酸质量分数为6%时,还原糖转化率为28.45%。生成乙酰丙酸的较佳反应条件:反应时间为40 min,反应温度为250℃时,乙酰丙酸的收率为34.14%。用IR对产品进行结构表征,证明其结构正确。     

生物质制备新型平台化合物乙酰丙酸

实验考查了利用玉米秸秆为原料,在高温稀酸的条件下制备乙酰丙酸的工艺。根据Box-Behnken实验设计方法,选取反应温度、硫酸浓度、液固比和反应时间为影响乙酰丙酸产率的4个主要因素,分别在三水平条件下进行了27次试验。在此基础上建立了二次方程的模型,R2=0.9145显示了模型具有较好的拟合度。进一步通过响应面分析得到了优化的工艺条件:温度206.20℃,硫酸浓度3.90%,液固比15.50,反应时间37.35min。在优化的工艺条件下,玉米秸秆经水解后,最终的乙酰丙酸产率为10.74%,与模型估计值接近。     

木屑浓硫酸水解的工艺条件研究

以木屑为研究对象,进行浓硫酸水解,得到产物单糖。整个水解工艺过程分为两个步骤,即木屑和浓硫酸的混合过程和稀释水浴加热过程,分别对两个步骤中几个影响水解的主要工艺条件进行了研究。实验结果表明:酸固比(纯硫酸和木屑的质量比)对水解的影响较大,在酸固比为2时,混合过程35℃,80%(W)硫酸,反应120min,水浴过程稀释至30%,95℃,反应45min的情况下,单糖收率可以达到90%以上。     

玉米秸秆的渗滤式稀酸预处理

对玉米秸秆的渗滤式稀酸预处理进行了考察,通过对温度、酸浓度、渗滤速度、液固比等影响因素的实验分析,得到了优化的工艺条件:反应温度170℃,硫酸浓度0.25%,液固比为10:1,渗滤速度150mL/min,70%水解液排出后,渗滤速度降为100mL/min。水解液中木糖浓度达到22g/L,糖得率达到约80%。经过稀酸预处理后的玉米秸秆进行酶水解,纤维素转化率达到80%。     

泥炭水解制木糖的研究

泥炭稀酸水解制木糖是泥炭综合利用的有益探索。通过对水解反应条件的研究，其最佳工艺条件为：泥炭粒度１２０目，液固比Ｌ／Ｓ＝１１，反应时间ｔ＝１５０ｍｉｎ，反应温度Ｔ＝１００℃，盐酸浓度ＣＨＣｌ＝５．０％，助催化剂ＦｅＣｌ３·６Ｈ２Ｏ浓度Ｃａｌ％＝１．５％。