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。     

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。     

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。     

螺杆挤压连续汽爆装置预处理秸秆试验研究

以玉米秸秆为原料,用螺杆挤压连续汽爆装置进行9组试验,考察了浸渍条件、温度和停留时间对汽爆物组分含量的影响。试验结果表明:从半纤维素水解程度以及汽爆物pH,考察不同浸渍条件的浸渍效果排序为预浸渍>预喷淋浸渍>直接喷淋;采用螺杆挤压连续汽爆装置处理玉米秸秆,在直接喷淋3%稀H2SO4溶液、温度170℃、停留时间25 min的预处理条件下,半纤维素水解成戊糖的效果最好,戊糖得率最高为7.75%。     

中性纤维素酶糖化中性汽爆玉米秸秆工艺优化

提出一种在非缓冲系统中水解中性汽爆秸秆的工艺。首先选取具有较好协同降解木质纤维素能力的特异腐质霉(Humicola insolens)所产中性纤维素酶进行工艺优化,确定其水解工艺可以在非缓冲体系中进行。在此基础上,通过添加β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶、漆酶和表面活性剂与中性纤维素酶制剂中进行复配后在非缓冲体系中(自然pH值)水解中性汽爆秸秆,并用分批加酶水解提高了复合酶的酶解效率。结果表明,每克中性汽爆秸秆底物中加入10 FPU中性纤维素酶,75 IU β-葡萄糖苷酶,3 000 IU木聚糖酶和体积分数为0.5 % Triton-100,以100 g/L底物浓度水解120 h后,综合水解率为48.4 %。每克底物中复合酶以15+5 FPU,分批加酶水解120 h后综合水解率、纤维素水解率和半纤维素水解率分别为56.0 %、64.9 %和42.5 %。这有助于拓宽木质纤维素糖化工艺研究的思路,为木质纤维素材料高效糖化及后续乙醇发酵提供参考。     

微波干燥工艺参数对玉米爆腰率的影响

玉米收获后需干燥至安全水分后储藏,干燥方式及合理的工艺过程对干燥品质有很大的影响,玉米干燥后的爆腰率是其品质的重要指标。利用自制的微波干燥试验测试系统对玉米进行干燥试验,得出了玉米微波干燥的特征曲线及干燥温度特性,探讨了三个主要工艺参数单位功率、干燥最高温度、平均失水率对爆腰率的影响。实验结果表明,玉米微波干燥中按失水率的变化可以分为预热、恒速、降速三个阶段,预热段较长,水分主要在恒速段排出;温度经历了上升和趋于稳定的过程;爆腰率随各参数的增大而升高。得到的初步结论是：玉米微波干燥最好在单位干燥功率0.3W／g以下、干燥最高温度不超过70℃、平均失水率不大于0.2％／min的条件下进行。     

高效协同酶解中性汽爆玉米秸秆的工艺优化

玉米秸秆是我国主要的农业废弃物之一,在木质纤维素乙醇领域具有广阔的应用前景。而玉米秸秆预处理和酶法糖化成本过高是目前工艺中的重点和难点之一。从4种纤维素降解酶制剂中优选出对中性汽爆玉米秸秆有最佳协同效果的木霉和黑曲霉纤维素酶制剂（6∶4体积比混合）。在此基础上,评估了木聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、β-葡聚糖酶、漆酶、锰过氧化物酶等酶制剂,聚乙二醇-4000、吐温-80、牛血清白蛋白等非酶因子对糖化效率的影响,得到了一组高效协同降解汽爆玉米秸秆的复合酶体系,并获得了适宜的糖化工艺。结果表明,以每克中性汽爆预处理的玉米秸秆为底物,加入10FPU木霉/曲霉混合酶液,并添加1000IU的木聚糖酶和0.05 g PEG4000,于50℃/150 r·min^-1相似文献   

污泥停留时间对微波-厌氧消化联合处理水解酸化残余污泥的影响研究

研究了污泥停留时间( SRT)分别为7、14、28 d时,采用微波-厌氧消化联合处理水解酸化残余污泥的效果.试验同时设置进泥为不经微波处理的水解酸化残余污泥的对照组.结果表明,SRT为14d时微波组SCOD去除率可达最高值84.91％;微波组和对照组在SRT为7、14、28 d的条件下对SS的去除率差异不明显,SRT由28 d缩短至7d时SS去除率仅下降了3.95％; SRT为7、14、28d时,微波组的污泥产甲烷率比对照组的分别高出39.09％、27.48％和26.75％.说明采用该联合工艺处理水解酸化残余污泥在SRT为14d时即可达到较好的效果,同时微波处理可增加水解酸化污泥的产甲烷活性.     

汽爆罐快开齿啮法兰结构的有限元分析

通过面-面接触单元模拟汽爆罐快开齿啮法兰的啮合齿接触过程,运用整体有限元应力分析的方法对汽爆罐快开齿啮法兰结构进行计算与分析,对危险截面进行了强度评定和疲劳分析.     

基于响应面法对一种连续型矩形微波反应器加热效果的模拟优化

为了提高连续流微波反应器的物料温升以及加热均匀性,设计了一种具有特殊形状管道的连续流动矩形微波反应器,运用多物理场耦合计算的方式,探究了物料流速、馈口功率、馈口高度与管道高度对反应器的加热效果和加热均匀性的影响规律.研究结果表明:当管道与馈口平面相近时,物料有较高的温升,但加热均匀性较差;而当2者相距较远时,物料温升较...     

驱动用小汽轮机汽缸汽密性分析及结构优化

对某小型汽轮机汽缸建立三维有限元模型,应用ANSYS软件进行强度和汽密性分析。分析结果表明,原汽缸在前后缸接缸处的中分面密封性不理想,针对该部分结构进行优化改进,在此区域增加凸台并布置螺栓,计算结果表明,改进后的汽缸密封性有较大的提高,能够达到密封要求。     

实验室用行星式球磨机干法制备陶瓷粉料工艺参数优化研究

使用行星式球磨机对陶瓷墙地砖原料进行细磨,选取球磨过程易控制的球料比、球磨转速、介质级配作为正交分析的因素,依据正交实验方法分析各因素所磨制陶瓷粉料粒度分布和粉磨效率的影响,从而根据实验结果对行星球磨工艺参数进行优化.最后对干法与湿法球磨所制得细粉颗粒形貌做了显微对比分析,结果显示干法球磨料与湿法球磨料的颗粒形貌相似,且各元素基本分布均匀.     

逆流型急冷塔内温度场分析及其结构参数优化

定义温度均匀性指标Tu=1-r(r为塔截面温差绝对值与其平均温度的比值)对急冷塔内温度场进行分析,基于此指标,对不同操作条件的塔体结构进行了优化计算。优化计算时,首先认为塔体截面温度范围处于0.95T～1.05T区间时（T为热平衡出口温度）已基本实现冷却目的,并取满足该温度均匀性要求的最小塔高为有效高度;然后在每种工况下取多组塔径进行计算,寻求各自的有效高度,并以内壁表面积最小为最优解;由此获得了不同操作条件下优化后的塔体结构参数表及其预测关联式。结果表明,最优塔径与内壁表面积随着喷枪的气液压力比增大而减小,呈单调递减趋势。     

基于响应面法的轮胎胎面挤出机机头流道结构参数优化

建立轮胎胎面挤出机机头流道几何模型,运用数值仿真方法对胶料在机头流道内的流场进行仿真分析;流道出口截面胶料流动速度方差为流动速度均匀性的评价指标,通过Plackett Burman(PB)试验方法从8个流道结构参数中筛选出3个关键结构参数(夹角A和B及出口宽度D);采用中心复合设计(CCD)方法对3个关键结构参数对胶料挤出质量的影响规律进行分析,并经响应面法分析获得优化结构参数。结果表明:机头流道的3个关键结构参数A,B和D是影响胶料挤出质量的关键因素;优化流道结构能显著改善挤出胶料流动速度均匀性,提高胶料挤出质量。