山核桃壳酸解制备木糖工艺与动力学

研究了反应时间、温度及盐酸浓度对山核桃壳酸解制备木糖的影响.建立了山核桃壳酸解制备木糖的动力学模型,并通过实验验证了该模型.实验得最佳酸解制备木糖工艺参数为:反应温度363.15 K,盐酸浓度1.2 mol/L,反应时间5h.在实验范围内,得到山核桃壳酸解生成木糖的表观活化能为70.91 kJ/mol,反应速率常数k1与反应温度T、盐酸浓度C的关系为Ink1=21.454 0-8.529 0/T-5.063 21nC.     

酸水解对DNS法测定甜高粱中总糖的影响分析

分析了酸水解对DNS法(3,5-dinitrosalicylicacid method)测定甜高粱中总糖产生影响的原因。通过对甜高粱浸提液水解后的糖组分检测发现:6 mol/L盐酸与糖液按体积比2∶1混合,沸水浴30 min会造成果糖完全分解。在这种条件下,利用DNS法测定葡萄糖、果糖和蔗糖时,测量值分别为理论值的100%、2.5%和52.2%。同时,果糖水解后的溶液会在高压液相图谱上出现葡萄糖伪峰,造成葡萄糖测定值偏高。酸浓度、水解时间以及水解温度均会对果糖与蔗糖的测定产生影响。实验结果表明:果糖在酸水解过程中发生分解是造成DNS法测定甜高粱中总糖产生误差的原因。采用DNS法测定含有果糖与蔗糖的原料总糖时,需要在保证蔗糖完全水解的情况下果糖不被破坏,否则会造成测定的不准确。     

酸解羟丙基豌豆淀粉的制备及性能研究

本文以豌豆淀粉为原料,盐酸为酸解剂,环氧丙烷为醚化剂,氢氧化钠为催化剂,无水硫酸钠为膨胀抑制剂,对酸解羟丙基豌豆淀粉的制备及性能进行了研究。考察了反应时间、反应温度、环氧丙烷用量、氢氧化钠用量、无水硫酸钠用量对酸解羟丙基豌豆淀粉取代度的影响。结果表明:反应时间、反应温度、环氧丙烷用量、氢氧化钠用量、无水硫酸钠用量及酸解醚化顺序对酸解羟丙基豌豆淀粉的醚化反应均有影响。酸解羟丙基豌豆淀粉的较佳制备条件为:反应温度45℃、反应时间16h、无水硫酸钠用量12%、氢氧化钠用量1.4%。豌豆淀粉经酸解、羟丙基化后,其黏度稳定性、透光率、冻融稳定性均得到提高。豌豆淀粉经酸解后,其蓝值显著增大,但羟丙基化反应对蓝值影响不明显。     

葵花籽生物柴油超临界甲醇法制备试验与优化

用高压反应釜通过超临界甲醇法将葵花籽油制成生物柴油,制得的生物柴油主要成分为脂肪酸甲酯.通过GC-MS检测.出峰顺序为棕榈酸甲酯、亚油酸甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯、亚麻酸甲酯.通过L9(34)正交试验确定影响因素主次顺序为:反应温度、反应压力、醇油比、反应时间,最佳条件为反应温度340℃、反应压力15 MPa、醇油比42、反应时间20 min.     

餐厨废油脂肪酸固体酸催化气相反应制备生物柴油

为实现高酸值油料更加高效、绿色的生物柴油制备,以餐厨废油水解后脂肪酸为原料,采用强酸性阳离子交换树脂为固体酸催化剂,在气相反应条件下进行酯化反应制备生物柴油。采用正交试验设计的方法考察了催化剂用量、反应时间、反应温度等因素对酯化效果的综合影响,获得最佳的工艺条件为:催化剂质量分数15%,反应时间60 min,反应温度105℃。在此条件下催化剂可重复使用5次,制备的生物柴油酸值(以KOH计)仅为0.64 mg/g,酯化率可达99.65%,产品达到GB/T 20828—2007相关标准。     

生物柴油的K2CO3负载水滑石催化制备工

采用浸渍法制备K2CO3负载水滑石生物柴油催化剂,确定制备条件为:K2CO3负载量20%、共混温度80℃、焙烧温度600℃、焙烧时间6h.用该催化剂催化菜籽油转酯化制备生物柴油,考察了反应时间、醇油比、催化剂用量及反应温度对反应转化率的影响,采用气相色谱测定了脂肪酸甲酯的转化率.通过单因素试验确定了菜籽油转酯化反应的条件为:反应温度60℃,醇油比12,反应时间60min,催化剂用量4%,转化率达96.9%.用X射线衍射分析和热重分析对催化剂结构进行表征,结果显示催化剂活性与其晶相有关.     

菊粉溶解性能与凝胶质构特性试验

对菊粉水溶液的黏度、膨胀度、持水力及凝胶质构特性进行了研究。当菊粉质量分数低于25%时,其水溶液黏度很低且随质量分数增加变化不明显,但当质量分数高于25%时,其黏度随质量分数增加迅速上升。菊粉膨胀度和持水力受温度影响显著,均在40℃时趋向最大值。采用凝胶指数(VGI)和成胶时间评价菊粉成胶能力的结果显示,只有当菊粉质量分数高于35%才能全部形成凝胶,且质量分数越高,成胶时间越短。通过TPA试验分析了菊粉凝胶的质构特性,结果表明随菊粉质量分数及贮藏时间的提高,凝胶硬度、强度、黏附力、黏着性和咀嚼性都有不同程度的提高,其中凝胶硬度、强度、黏着性及咀嚼性均在菊粉质量分数超过40%时增加明显。     

菊芋酶解高果糖浆单因素及响应面优化工艺研究

利用菊粉酶对菊粉进行加工可以高效实现菊粉在食品加工各领域的低成本、多应用、高附加值。采用酶解法水解菊粉,通过底物浓度、适宜温度、pH、酶用量单因素的检测,采取响应面优化生产工艺条件。单因素结果为酶粉浓度35%、50℃条件下调浆30min、pH值5.5~6、加入2mL氯化钙溶液(0.1moL/L),60℃恒温水浴中加入2mg菊粉酶(6 000U)水解40min为单因素最优条件。正交优化后工艺参数为底物浓度34.7%、pH值6.0、水解温度55.5℃、酶用量2.6mg。对水解效果影响的大小顺序是底物浓度酶用量水解温度pH值。     

固体碱催化菜籽油合成生物柴油的研究

为了探索低成本高效率的催化合成生物柴油,制备了K2CO3-人造沸石固体碱催化剂,并运用X射线晶体衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和综合热分析仪(TG-DSC)对催化剂进行表征,同时研究了利用该催化剂催化菜籽油制备生物柴油的工艺条件。研究结果表明:在550～650℃范围内,K2CO3在人造沸石表面形成具有强催化活性的新晶相,分散在人造沸石表面,使催化活性增加。制备催化剂的最佳工艺为:催化剂制备温度550℃、催化剂用量为原料油质量的6%、醇油物质的量比15/1、反应温度70℃、反应时间3h,生物柴油产率可达97.4%。该工艺具有催化剂制备工艺简单,生物柴油产率高等优点。     

车载二甲醚水蒸气重整制氢热力学分析

针对车载二甲醚水蒸气重整制氢反应体系,分析了重整体系的热力学效率;计算了体系中主要反应的化学平衡常数随温度的变化关系;确立了反应体系的独立方程并进行了热力学平衡计算,研究了水醚比、温度、压力等对平衡的影响。结果表明:重整气比二甲醚最高可增加15.45%的低热值;二甲醚在温度大于473 K、水醚比大于2时具有很高的转化率,平衡浓度接近于零;重整气中主要成分是H2、CO和CO2,其中H2含量最高,最大浓度为72%;二甲醚中碳元素在高温、低水醚比时主要生成CO,在低温、高水醚比时主要生成CO2;压力对反应平衡浓度影响很小。     

由植酸钠制取肌醇的水解反应动力学方程

通过理论分析建立了由植酸钠制取肌醇的水解反应动力学模型,根据实验数据用三维曲面拟合法对水解动力学进行了研究,得出了水解反应的动力学方程,反应为一级不可逆反应,反应的活化能为8.5×104J/mol。用理论计算得出的反应动力学方程对实验过程中使用的反应器参数进行了计算,将计算结果与实际使用的反应器参数进行比较可知,计算所得反应时间与实际反应时间的相对误差仅为0.86%,表明此研究成果可以应用在生产实践中。     

盐酸与建筑石子制取CO2气肥试验研究

为探究适合温室生产中CO2气肥的来源,采用4、6、8、10和12 mol/L的盐酸与常见的建筑石子反应,分析了不同浓度盐酸与石子反应后的产气量和CO2生成速率与时间的关系,以及反应过程中石子溶解的机理。结果表明,盐酸体积相同时,CO2生成量和生成速率的规律为12 mol/L＞10 mol/L＞8 mol/L＞6 mol/L＞4 mol/L。在温室生产中,可采用12 mol/L的盐酸与石子反应,通过CO2智能释放系统进行施肥,使室内CO2浓度快速达到植物生长所需水平。      

以负碳排放为目标的生物质灰矿化CO2路径研究

将生物质能源开发利用与碳捕获、利用与封存结合,可实现CO₂负排放,是能源领域降低CO₂排放的重要技术之一。生物质直接燃烧后产生的生物质灰理论上可吸收并永久封存CO₂,但其能否实现负碳排放还需进行深入研究。基于此,分别在自然状态（空气氛围）、中等CO₂初始分压（101.3 kPa）和高CO₂初始分压（300～1 400 kPa）条件下开展了生物质灰矿化CO₂试验,测试了生物质灰的CO₂矿化量,并评估了3种矿化路径的负碳排放量。结果表明,从空气中吸收CO₂时,生物质灰的CO₂矿化性能最差,40 d内的最高CO₂矿化量仅为60.66 g/kg。在中等CO₂分压101.3 kPa条件下,可最高实现121.68 g/kg的矿化量,而初始分压1 400 kPa下的CO₂矿化量可达216.85 g/kg。综合考虑矿化过程的能源消耗和生物质灰...     

粟酒裂殖酵母发酵菊芋生产燃料乙醇试验

以菊粉为原料,研究了粟酒裂殖酵母的乙醇发酵性能,并考察了温度、初始pH值和菊粉质量浓度对乙醇发酵的影响,进而研究了粟酒裂殖酵母发酵菊芋汁和菊芋粉生产乙醇的情况.结果表明:粟酒裂殖酵母能发酵菊粉高产乙醇;该菌株最适发酵温度为30℃,最适初始pH值为4.0,在此条件下,菊粉质量浓度200 g/L时,乙醇质量浓度达到74.58 g/L,理论转化率为81.24%;直接发酵菊芋汁和菊芋粉获得更高的乙醇产率,理论转化率分别达到84.02%和86.09%.     

木粉水解残渣热解半焦结构及反应性研究

以典型的稀酸水解工艺中产生的残渣为原料,通过高温管式炉以慢速升温方式制备了木粉酸水解残渣(AHR)热解半焦.通过工业分析对比分析了AHR与其热解半焦组成的变化.利用XRD和SEM分析方法对半焦样品的晶相结构及表面形貌进行了表征,通过不同热解终温下半焦样的结构形貌变化解释其反应性的差异.在热重分析仪上通过分析半焦在CO_2气氛下的失重,表征AHR热解半焦CO_2气化反应性.工业分析结果表明随着热解终温的升高,半焦的炭化程度升高.XRD结果分析显示:随着热解终温的升高,AHR热解半焦的类晶相结构的有序化程度增高;SEM结果表明:木粉的纤维结构经酸水解后发生了变化,AHR热解半焦形态与木粉半焦有着明显区别;随着热解终温的升高,半焦样的解构程度增加.对气化反应活性的研究表明:随着热解终温的升高,半焦样的反应活性降低.     

玉米芯稀酸水解残渣热解特性

在热天平分析仪上对比分析了玉米芯水解残渣、玉米芯及残渣木质素的热失重特性,借助TGA-FTIR解析了残渣木质素热解过程中主要产物的析出特性,在自制小型快速热解装置上对比考察了水解残渣和玉米芯的热解产物分布,并进一步对比分析了热解气的组分组成及热解焦的气化反应性。TGA结果表明,玉米芯热解主要集中在250～450℃,而水解残渣和残渣木质素的热解温度范围为180～800℃。TGA-FTIR分析显示,甲醇和酚类的主要析出温度区间为200～420℃,而CO和CH4主要在400℃以后析出。在热解温度550～850℃内,水解残渣的固体热解焦产率为30.35%～42.64%,远高于玉米芯热解的固体产率19.18%～26.40%,且残渣热解焦的气化反应性低于玉米芯热解焦;气体组分中CO和CO2产率较高,H2产率在温度高于650℃时明显提高。     

高压蒸煮法提取玉米秸秆纤维素工艺优化

随着环境与能源问题日益凸显,可再生资源的开发利用成为关注的重点。玉米秸秆作为一种绿色可再生能源,广泛应用于农业生产、工业制造等领域。论述了从玉米秸秆中提取纤维素的现实意义,介绍了从玉米秸秆中提取纤维素的方法,着重阐述了如何利用高压蒸煮法提取玉米秸秆中的纤维素,并探究了高压蒸煮法提取玉米秸秆纤维素的最佳工艺条件。通过单因素试验,探讨不同反应时间、压力和氢氧化钠溶液质量分数对玉米秸秆提取纤维素效果的影响,为工厂化提取玉米秸秆纤维素提供参考依据。      

基于Aspen HYSYS的沼气中CO2气体低温液化分离技术

基于沼气主要成分CH4气体和CO2气体物理性质的差异,利用PR方程,得出不同CH4体积分数下,沼气泡点和露点的温度和压力;在Aspen HYSYS平台中,设计了低温液化分离沼气中CO2气体的流程,仿真分析了低温液化对CH4体积分数和CO2体积分数的影响.根据低温液化分离沼气中CO2气体的流程,对沼气进行纯化实验,结果表明:实验结果与模拟结果相吻合;液化分离后CH4体积分数从58.2％升至82.8％,CO2体积分数由36.4％降至8.8％,N2+ O2体积分数小于4.0％.     

菊粉吸湿特性与晶体转变规律研究

为了探索菊粉的贮藏环境及其吸湿后晶体结构变化规律,采用静态吸附法考察菊粉在25℃、30℃和45℃条件下的吸湿特性,并利用X-射线衍射仪分析了菊粉晶体转变过程。实验发现菊粉具有良好的吸湿能力,并随着环境相对湿度和温度的提高而增强。当相对湿度为98%时,菊粉在30℃和45℃的吸湿率分别为40.5%和45.0%。菊粉在25℃、30℃和45℃时临界相对湿度分别为75.73%、87.54%和87.78%。X-射线衍射分析发现菊粉无吸湿时为无定形态结构,当吸湿率在6.50%～11.25%时,菊粉开始由无定形态结构向半晶体转变,且在2θ=9.1°时有一个衍射峰,当吸湿率大于11.25%时,晶体态的菊粉含量随吸湿率的增大而增加。