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农作物秸秆因其来源广泛、可再生、价格低廉而有可能是燃料乙醇的理想原料。由秸秆制取燃料乙醇整个工艺流程进入工业化的关键在于预处理。而目前微波辅助预处理的研究中,预处理目的都局限于传统的去除半纤维素以及木质素。本文基于组分分离的思想,实验研究微波预处理的工艺路线,探讨了微波辅助提取半纤维素、木质素的机理,以及实验研究了预处理后秸秆的水解。
本文首先研究了半纤维素的提取——微波-碱预处理,得到了此步骤的最优工艺条件为:液固比20(ml水/g秸秆)、碱用量1.5(gNaOH/g秸秆)、处理时间10min、微波功率1167W,秸秆粒径40目。初步探讨了微波辅助提取半纤维素的机理,实验研究了预处理后秸秆的水解。搅拌等因素对水解有较大的影响。
然后研究了木质素的提取——微波-甘油预处理,得到了此步骤的最优工艺条件为:液固比20(mL萃取剂/g秸秆)、萃取剂为甘油、处理时间30min、微波功率667W,秸秆粒径40目。初步探讨了微波辅助提取木质素的机理,研究了预处理后秸秆的水解。比较了微波辅助提取半纤维素、木质素与提取植物性中草药有效成分的异同。
经过微波预处理,以10g玉米秸秆为例,能得到2.48g半纤维素产品,0.95g木质素产品,3.75g还原糖。与其它预处理方法相比,本文的预处理方法除了能得到还原糖外,还能得到半纤维素产品和木质素产品。