微波-酸化汽爆木质纤维素预处理试验研究

为提高木质纤维素预处理的原料利用率及经济效益,提出了微波-酸化汽爆预处理并对其进行了试验研究。以玉米芯为例,对比研究了木质纤维素类原料微波-酸化汽爆预处理和酸化汽爆预处理后水解液中糖的相对比例,分析了残余固形物中纤维素的含量,讨论了微观结构的变化情况,优化了前者的微波处理功率和微波处理时间。试验结果显示,相比酸化汽爆预处理,微波-酸化汽爆预处理后水解液中糖的相对比例更高;在压力不足以使纤维素降解时,残余固形物中纤维素的含量更高;原料微观结构更加疏松多孔,比表面积更大;随着微波处理功率增大和微波处理时间延长,水解液中木糖和总糖的相对比例以及残余固形物中纤维素相对比例均先增大后减小。研究结果为原料利用率更高、成本更低的木质纤维素预处理技术的开发提供了新的思路。     

水解酸化工艺预处理腈纶废水的研究

采用水解酸化工艺预处理腈纶废水,通过投加微生物固定化载体结合高效微生物对工艺过程进行优化,并对其进行了相关研究。在处理过程中有很多影响因素对水解酸化过程的速度和效率有重要的影响,并直接影响到水解酸化反应器的出水水质及处理效果。实验中主要考察了水力停留时间、进水CODCr负荷和温度等影响因素对水解酸化反应器出水的影响,同时考察了水解酸化反应器稳定运行后对废水可生化性的改善,以水解酸化反应器进出水的CODCr为主要指标进行监测,对类似的废水处理有一定的借鉴价值。     

汽爆预处理对柠檬酸发酵菌渣制备氨基葡萄糖盐酸盐的影响

以柠檬酸发酵菌渣为原料,经汽爆预处理后,采用化学法制备氨基葡萄糖盐酸盐,研究了汽爆预处理对氨基葡萄糖盐酸盐收率的影响。结果表明,汽爆预处理可显著提高氨基葡萄糖盐酸盐的收率;在2.5 MPa下对柠檬酸发酵菌渣汽爆预处理90 s,氨基葡萄糖盐酸盐的收率较未经汽爆预处理提高了(88.89±7.32)%,纯度达到93.14%;汽爆预处理副产物中可溶性总糖和可溶性总蛋白含量分别达到6.44%和9.37%,可回收重复利用。为柠檬酸废弃物的高值化利用及菌体氨糖的新工艺开发提供了借鉴。     

蒸汽爆破提取银杏叶黄酮类化合物的工艺研究

采用新近发展的蒸汽爆破技术对银杏叶进行预处理提取黄酮类物质,通过单因素实验,采用响应面法进行处理过程中的多因素组合的工艺优化,研究汽爆压力、汽爆时间、固液比对黄酮提取效率的影响,建立并分析了各因素与处理后黄酮提取率的数学模型。得到的优化条件为:汽爆压力0.38 MPa,汽爆时间235 s,固液比1∶15。与传统有机溶剂提取法相比,蒸汽爆破预处理使提取率提高了2.1倍。     

一种带夹层釜式微波反应器加热效果模拟分析

针对微波反应器加热均匀性的问题设计了一种带夹层的釜式微波反应器,运用多物理场仿真的方法,探究波导位置和夹层厚度对其加热效率和加热均匀性的影响规律。结果表明：波导位置在物料液面之下普遍可以取得较高的加热效率,但加热均匀性较差;夹层可以有效改善反应器的加热均匀性,并在部分情况下提高加热效率。通过运用响应面分析法对反应器结构进行优化：最高加热效率可以达到99.19%;加热均匀性最适宜的波导高度为389.74 mm,夹层厚度为30.09 mm。     

微波反应器加热效率及均匀性仿真优化

利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件采用有限元分析方法建模仿真了负载半径、负载位置和馈入功率相关参数对微波反应器内负载温度分布均匀性及反应器加热效率的影响,探究表明:负载半径和负载位置的变化导致微波反应器中负载温度均匀性以及加热效率的改变,而波导馈入功率的改变则仅仅改变负载的升温速率,导致负载中的温差差异明显;优化出当负载半径为32 mm,负载位置为10 mm以及馈入功率为10 k W时,微波反应器获得最优的加热均匀性,加热效率达到99%以上。同时考察了不同速度下的连续式微波反应器内的温度分布,结果表明:负载运行速度越大,体系平均温度越低,同时连续式微波反应器出口的温度随负载运行速度增大而减小。     

微波辅助矿石碎磨研究进展

通过微波辐照预处理,可以使矿石内部不同矿物之间产生裂纹和断裂从而有效降低矿石硬度,提高矿石碎磨效率,降低能耗。概述了微波辐照矿石的机理、微波预处理对矿石碎磨的辅助作用及矿物对微波的吸收特性、矿石吸收微波后的温度分布和升温特性等,同时对目前微波辐照辅助矿石碎磨中存在的问题进行了分析,并对微波辐照在矿石碎磨预处理中的应用场景进行了展望。     

接种污泥预处理对生物制氢反应器启动的影响

采用3个相同的EGSB反应器,以糖蜜废水为底物,分别对取自污水处理车间集泥井的缺氧污泥进行曝气预处理和加热预处理,通过与不经任何预处理的接种污泥（对照反应器）的启动试验进行对比,在其他启动控制条件相同的情况下,研究了接种污泥不同预处理对EGSB生物制氢反应器启动的影响。结果表明,与对照反应器相比,经过适当预处理的活性污泥接种至生物制氢反应器有利于反应器的高效快速启动,产氢微生物得到了有效的富集,在启动末期反应器各项指标均优于对照反应器。启动末期,接种污泥经过适当预处理的反应器,酸化率较未经预处理的反应器提高了10%~30%;产氢量提高了1.69~1.82倍。考虑到降低生物制氢的工业化应用成本及提高系统可操作性,本研究推荐应用曝气预处理方法对生物制氢反应器的接种污泥进行预处理,以获得其高效快速启动。     

水解酸化工艺预处理含二甲基亚砜废水实验研究

采用水解酸化工艺对含二甲基亚砜的化纤废水进行预处理,探索工艺的可行性及相关工艺参数的确定。结果表明,该类废水直接进入水解酸化器进行处理效果较差,需要先进行高级氧化预处理再进入水解酸化工艺。经过稳定运行,在水解酸化水力停留时间为18h、温度为30℃、进水pH在7~7.5时,COD去除率15%,废水B/C提高到0.34左右,可生化性得到了很大的改善,扩大了后续处理工艺的选择范围。     

预处理+SBR+MBR处理抗生素制药废水试验研究

先用混凝+水解酸化法预处理抗生素废水,再用序批式活性污泥反应器(SBR)+一体化膜生物反应器(MBR)进行生化处理。结果表明:废水经混凝处理后,CODCr平均去除率达33.72%,水解酸化预处理后,CODCr平均去除率达到17.25%,可生化性提高;经SBR+MBR组合好氧工艺处理后,CODCr由平均进水1 200 mg/L降至出水195mg/L左右(≤300 mg/L),达到国家污水综合排放标准(GB 8978—1996)二级指标。     

盐酸-乙二醇-水介质高效预处理山核桃壳及其糖化工艺

为了提高木质纤维素的酶解效率,采用盐酸辅助乙二醇对山核桃壳进行预处理。通过油浴的处理方式优化得出的最佳预处理条件为:处理介质为盐酸-乙二醇-水(1.2%:88.8%:10%,质量分数)的混合物,预处理温度为130℃,预处理时间为30min。为了减小预处理的温度和时间,采用微波辐射的辅助预处理,最佳预处理条件为:微波辐射温度100℃,微波辐射时间5min,微波辐射功率200W。糖化预处理后的山核桃壳经水解72h后,其还原糖产率可达到88.6%(油浴)和74.2%(微波)。利用电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)分析油浴和微波预处理后的山核桃壳,可以发现山核桃壳紧密的结构遭到破坏,变成更加易于酶解的松散、多孔结构,增加了酶可及度,因此很大程度上提高了糖化率。可见,盐酸-乙二醇-水溶液高效预处理可以提高山核桃壳酶解糖化的效率。     

浅析标准化预处理应用及优化投料对危险废物热解气化炉焚烧效率的影响

热解气化炉作为一种减量化效果较好的焚烧处置设施,大多通过系统升级改造来提高热解气化焚烧效率。本文以某公司危险废物热解气化焚烧炉为例,结合实际运营过程中出现的问题,选取其运营中某两个月作为对比试验对象,采取标准化预处理应用与投料优化过程相结合,对热解气化时间、灰化时间、爆炉次数及热灼减率等参数比对分析,阐述标准化预处理+投料优化过程对危险废物热解气化炉焚烧效率的积极影响。     

乙酸预浸对玉米秸秆蒸汽爆破预处理的影响

对经乙酸预浸汽爆预处理的玉米秸秆进行了组分含量和抑制物分析,并研究了玉米秸秆预处理后的酶水解性和同步糖化发酵。与未经乙酸预浸相比,乙酸预浸玉米秸秆能在相对低温下进行汽爆预处理,在提高半纤维素水解程度的同时,并不会明显增加糠醛等发酵抑制物。酶水解实验表明,玉米秸秆经乙酸预浸,再以 200 ℃ 进行汽爆后的酶水解效果较好,每克原料可获得 284 mg 葡萄糖,提高了 10.2 %,为理论值的 76.8 %;乙酸预浸玉米秸秆经过 96 h 同步糖化发酵,获得了 22.5 g/L 的乙醇浓度,为理论值的 72 %;相比未经乙酸预浸的玉米秸秆,提高了11.9个百分点。     

稀硫酸预浸渍对玉米秸秆蒸汽爆破预处理的影响

为提高纤维素乙醇生产中传统蒸汽爆破预处理的效果,以稀硫酸（质量浓度0．2％）对玉米秸秆进行预浸渍,再于190～210℃对其进行汽爆预处理。结果表明：稀硫酸预浸渍有利于增强汽爆过程中半纤维素的水解程度,并能有效减少乙酸的生成;200℃预处理玉米秸秆经过96h同步糖化发酵,最终乙醇浓度为22．5g·L-1,为理论值的76％,较预浸渍前（19．0g·L-1）明显提高。稀硫酸预浸渍能够增强玉米秸秆的汽爆预处理效果。     

玉米芯中水溶性膳食纤维的微波预处理-超声波碱解法提取工艺研究

采用正交实验对玉米芯中水溶性膳食纤维(SDF)的微波预处理-超声波碱解法提取工艺进行优化,以SDF得率为考察指标。结果表明,最佳微波预处理工艺超声波碱解法提取工艺条件为:原料粉碎粒度60目,解吸剂比7∶1 m L/g,微波功率560 W,微波时间150 s,Na OH浓度0.8%,液料比30∶1 m L/g,超声波功率200 W,提取温度50℃,提取时间35 min。该工艺条件下,SDF得率为4.75%。与超声波提取法相比,采用微波预处理并结合碱解法,可有效提高玉米芯中SDF的超声波提取效率。微波预处理-超声波碱法提取技术具有省时高效的特点,特别适用于玉米芯SDF的提取。     

玉米芯中水溶性膳食纤维的微波预处理-超声波碱解法提取工艺研究

采用正交实验对玉米芯中水溶性膳食纤维(SDF)的微波预处理-超声波碱解法提取工艺进行优化,以SDF得率为考察指标。结果表明,最佳微波预处理工艺超声波碱解法提取工艺条件为:原料粉碎粒度60目,解吸剂比7∶1 m L/g,微波功率560 W,微波时间150 s,Na OH浓度0.8%,液料比30∶1 m L/g,超声波功率200 W,提取温度50℃,提取时间35 min。该工艺条件下,SDF得率为4.75%。与超声波提取法相比,采用微波预处理并结合碱解法,可有效提高玉米芯中SDF的超声波提取效率。微波预处理-超声波碱法提取技术具有省时高效的特点,特别适用于玉米芯SDF的提取。     

剩余污泥厌氧水解酸化产VFA的研究

剩余污泥的处理不仅增加了污水处理成本,而且处理不当会造成二次污染。有效解决此问题的方法之一是将剩余污泥进行厌氧水解酸化产VFA,影响剩余污泥的水解酸化产VFA的因素有pH值、温度、搅拌、SRT、污泥浓度、反应器结构、运行方式、预处理方式等,其中预处理是关键。不同预处理方式对VFA的产量和种类影响比较大,是研究的重点和热点。     

汽爆预处理技术在纤维素乙醇工业化中的应用及实践

纤维素乙醇技术是推动秸秆高值化利用、缓解环境压力的重要途径之一。在整个工艺过程中,原料预处理对于纤维素乙醇技术的发展起着至关重要的作用。其中,蒸汽爆破是目前应用最广、工业化水平最高的预处理技术之一。综述了汽爆技术在纤维素乙醇工业化装置中的应用,按照汽爆方式、汽爆设备类型、工艺流程和添加的化学试剂的不同,对汽爆工艺和设备分别进行了介绍。综合而言,两段式连续汽爆预处理能够有效的降低半纤维素降解产生的抑制物,提高木糖回收率,降低原料成本,是比较有应用前途的技术之一,对设备的耐压能力和稳定性以及系统控制水平要求较高。从化学试剂的使用来看,中性或低酸汽爆是未来工业发展的方向。     

蒸汽爆破玉米秸秆提高酶解还原糖产率的研究

对玉米秸秆进行蒸汽爆破预处理,并对处理前后的玉米秸秆组分和结构进行了表征。酶解24 h的实验结果表明,与未处理秸秆相比,汽爆处理后样品的还原糖产率提高了97%。化学与物理分析结果表明,处理后物料半纤维素及可溶性物质质量分数减少,纤维素质量分数增加29.7%;X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表明纤维素致密结构被破坏。预处理后物料酶解还原糖产率最高时汽爆工艺参数为:汽爆压力2.2 MPa,每克秸秆原料加入1 mL蒸馏水(简称液固比1 mL/g),维压时间9 min,物料颗粒度40~60目。     

预处理对褐煤抑爆效果的影响研究

为降低褐煤的热爆性,采用鼓风干燥箱及马弗炉考察了预处理温度、时间对宝清褐煤和乌兰察布褐煤的抑爆效果,探讨了2种褐煤抑爆的最佳预处理条件,分析了最佳预处理条件下褐煤的析出产物特性。结果表明,随着预处理温度的升高,宝清褐煤热爆性增强,乌兰察布褐煤热爆性先降低后升高。2种褐煤不同时间预处理后热稳定性均大幅提高。褐煤抑爆最佳预处理条件为:宝清褐煤110℃下预处理4 h,乌兰察布褐煤150℃下预处理6 h。最佳处理条件下,2种褐煤析出的主要产物为水,其质量占失重量的97%以上,其余为少量气体产物,焦油产率为零。