低强度水热法预处理玉米秸秆提高其厌氧消化产甲烷性能

为了提高玉米秸秆厌氧消化产甲烷性能,试验采用低强度水热法处理玉米秸秆,研究了预处理后玉米秸秆的性质变化以及产气性能。结果表明,低强度水热法能够有效提高玉米秸秆产气性能。在80℃,60%含水率和预处理24 h条件下,玉米秸秆产气量达到299.5 mL·g^-1VS,比对照组233.8 mL·g^-1VS提高了28.1%。在水热过程中添加秸秆干重的2%的NaOH后,50℃,60%含水率和预处理12 h条件下,玉米秸秆产气量达到444.1 mL·g^-1VS,比对照组提高了89.9%。因此,在水热预处理过程中添加NaOH能够有效提高玉米秸秆产气性能。     

玉米秸秆生产沼气研究概况及关键技术

我国是农业大国,年产出农作物秸秆量较大,其中玉米秸秆产量最大,但资源化利用率较低.该文在分析玉米秸秆生产和利用现状的基础上,介绍了玉米秸秆生产沼气的研究概况,阐述了玉米秸秆生产沼气的关键技术,包括预处理技术、干发酵技术及混合物料发酵技术,并对玉米秸秆生产沼气前景做了展望,为进一步促进玉米秸秆综合利用提供参考.     

用挤压脱胚玉米生产酒精的试验研究

以挤压膨化加工代替传统蒸煮液化工艺，作为酒精生产过程中的玉米原料预处理的方法，具有原料利用率高、发酵速度快、简化生产工艺、节约能源等优点。在酒精行业经济效益不景气的状况下，这一技术具有较高的应用价值。为此，对挤压膨化脱胚玉米生产酒精工艺与传统蒸煮液化生产酒精工艺进行对比，得出结论：挤压膨化代替传统蒸煮工艺可行，并可以缩短发酵时间、提高酒精生产率。     

玉米秸秆水热预处理作用机理和厌氧消化特性研究

为了探究玉米秸秆水热预处理作用机理和厌氧消化特性,文章利用不同的水热预处理强度对玉米秸秆进行预处理,然后进行中温厌氧消化。研究结果显示:一定强度的预处理能够增大玉米秸秆的产甲烷性能。logR₀为2.45时,玉米秸秆获得了最高VS产甲烷率,为158.07 mL·g^-1VS,比未预处理组的VS产甲烷率112.82 mL·g^-1VS提高了40.12%。从机理方面分析发现,水热预处理能够增大玉米秸秆的水解程度,使玉米秸秆预处理后的乙酸浓度得到明显提高,是未预处理组乙酸浓度的3.38～22.87倍;改善玉米秸秆的元素组成,破坏其表层结构同时改变其木质纤维素组分含量。     

热化学预处理温度对玉米秸秆干发酵的影响

为研究热化学处理方法对生物质干发酵制备沼气的影响,采用鼓泡流化床热解反应器在150℃、170℃、190℃和210℃下对玉米秸秆进行了热化学预处理,并与未处理的玉米秸秆原料分别进行了35℃中温发酵42d的实验研究。结果表明,一定温度范围的热化学预处理能够改变木质纤维的束状结构,能使半纤维素的质量分数有效降低5.98%～22.25%,木质素的质量分数降低1.75%～20.99%,从而加快启动,提高甲烷产量。其中190℃处理组30d内的累积甲烷产量比未处理组提高了16.30%,启动时间提前了2.10d。结果表明热化学预处理能有效提高玉米秸秆干发酵甲烷产量,加快干发酵的启动速率,提高干发酵效率。     

玉米秸秆在白酒酿造中的应用探讨

以一株筛选出的玉米（命名为L772）的秸秆为辅料,应用到传统白酒酿造中,以传统辅料稻壳为对照,记录试验组和对照组的产酒量、酒度及白酒品质,分析玉米秸秆作辅料在白酒酿造中的可行性。     

玉米秸秆利用概况及秸秆发酵前景展望

简要介绍了玉米秸秆的理化性质、利用现状,指出了合理开发利用玉米秸秆的意义,阐述了生物发酵玉米秸秆的研究和开发进展状况,并对生产实践的前景进行了展望。     

稀酸预处理玉米秸秆条件优化的试验研究

采用稀硫酸对玉米秸秆进行预处理,采用DNS法测定玉米秸秆水解液中还原糖的含量,对水解温度、水解时间、稀硫酸质量分数、固液质量比4个因素进行单因素试验分析,再通过正交试验对预处理条件进行优化。试验结果表明,最佳预处理条件：水解温度为121℃,水解时间为1h,稀硫酸质量分数为0．6％,固液质量比为10％。     

挤压膨化对玉米秸秆中木质素含量的影响

通过五因素五水平正交旋转组合试验,研究了挤压膨化系统参数(模孔间隙、螺杆末端至模板内表面的距离、套筒温度、螺杆转速和物料含水率)对挤压膨化后的玉米秸秆木质素含量的影响规律,为秸秆纤维生产酒精挤压膨化预处理工艺提供了参考依据.     

秸秆水解液还原糖组分特征及产甲烷特性

为认识预处理方式对秸秆水解液中还原糖组分特征和产甲烷特性的影响,对稻秸分别进行酸、碱预处理：在HCl质量分数较高（9%和7%）时,所得还原糖中木糖所占比例大;在Ca(OH)2质量浓度（2 g/L和4 g/L）较低时,前48 h葡萄糖比例较高。以配水实验研究不同比例的葡萄糖和木糖混合液的产甲烷特性,混合物中葡萄糖摩尔分数对产气特性影响显著,随葡萄糖摩尔分数的增加,产气速率增加,葡萄糖摩尔分数100%时对应最低的产气率191.75 mL/g,25%实验组获得最高产气率633.14 mL/g和最高能量转换效率26.40%,纯木糖发酵存在一定的初期产气迟滞。     

玉米秸秆成型块微观结构研究

影响玉米秸秆固化成型的工艺因素包括成型压力、温度及含水率等,成型块的微观结构对其宏观性能具有重要意义。利用电子立体显微镜观察玉米秸秆固化成型后的颗粒物料之间的结合方式和显微形貌,从微观角度研究成型工艺参数与成型块微观结构的关系。结果表明,玉米秸秆成型块颗粒之间主要以机械镶嵌、天然粘结剂粘结的形式结合。在成型压力60~90MPa,物料温度75~100℃,含水率8%~16%的成型条件下,制得的玉米秸秆成型块内部颗粒结合紧密,机械镶嵌作用明显,对应得到的成型块物理品质和力学性能较好。     

玉米秸微波液化合成可生物降解聚氨酯泡沫研究

以玉米秸秆为原料,采用微波液化产物合成可生物降解聚氨酯泡沫,替代传统石化产品多元醇制备聚氨酯泡沫.通过异氰酸根指数及发泡剂水用量对聚氨酯泡沫材料密度、机械性能的影响分析,得到优化的聚氨酯合成工艺条件:水添加量0.30g、异氰酸根指数为1.0;采用土埋法生物降解试验发现,液化产物制备的聚氨酯泡沫在埋置6个月后质量损失约18.71％,热重分析表明合成的聚氨酯泡沫热分解分为4个典型的阶段.试验结果表明玉米秸秆微波液化产物可合成环境友好可生物降解聚氨酯泡沫,但其材料性能有待进一步表征.     

玉米秸秆超微粉碎与醇解液化研究

研究了超微粉碎技术对玉米秸秆结构组成、物化性质和醇解液化的影响。结果表明:随着玉米秸秆粒径的减小,4种粉体的堆积密度由0.11 g/m L逐渐增大到0.41 g/m L,比表面积增大了1.05 m2/g,休止角和滑角也都不同程度增大。采用激光法和扫描电镜分析可知,与普通粉碎相比超微粉碎能显著减小颗粒粒径,使得超微粉的平均粒径达到15.54μm,由于团聚现象,离散度增大,X射线衍射结果显示超微粉碎破坏了玉米秸秆的晶体结构,结晶度显著减小,由44.72%减小到13.68%,表明超微粉碎能有效改善玉米秸秆的粉体性质。用微波和油浴两种加热方式对玉米秸秆进行液化,微波条件下,仅5 min超微粉液化率已经达到90.37%,而油浴需要近1 h才能达到90%以上,说明微波是一种有效的加热方式;常规油浴条件下,120 min超微粉液化率达到95.30%,而小于0.25 mm的普通粉液化率仅为84.83%,表明超微粉碎可通过增大比表面积和降低结晶度来提高醇解液化率。     

机械力催化玉米秸秆醇解合成乙酰丙酸乙酯工艺研究

利用农作物秸秆醇解合成乙酰丙酸酯近年来受到广泛关注,但秸秆的难降解结构制约了秸秆的醇解利用。机械球磨是一种新兴的机械预处理方式,机械力作用可以有效破坏生物质致密结构,提高生物质化学反应性能。以玉米秸秆为对象,首先研究了球磨工艺对乙酰丙酸乙酯及其中间产物和副产物的影响,考察了催化剂类型、催化剂浸渍球磨、球磨时间、球磨介质填充率和球料体积比等因素;球磨显著提高了乙酰丙酸乙酯的产率。在相同H+浓度的条件下,催化剂酸性越强催化效果越好;球磨时间对乙酰丙酸乙酯的影响最大,介质填充率和球料体积比对乙酰丙酸乙酯产率的影响不显著;以乙酰丙酸乙酯产率为指标优化出的球磨工艺为:不添加催化剂球磨,球磨时间为60 min、介质填充率为35%、球料体积比为2。在此球磨条件下,乙酰丙酸乙酯的摩尔产率由20.08%提高到33.34%,基于纤维素的醇解产物总产率由73.18%提高到83.03%。     

玉米秸秆常压快速液化最佳工艺参数研究

研究了影响玉米秸秆常压快速液化的4个关键性工艺参数:液化时间、液化温度、玉米秸秆质量和催化剂质量之间的交互作用。借助于SAS软件,采用二次回归正交旋转组合设计及响应面法开展系统试验。建立了回归方程,定量描述了各参数对玉米秸秆液化效率的影响及不同参数之间存在的交互作用,并推算出当液化剂质量为100 g、液化温度为158℃、液化时间为63 min、玉米秸秆质量17 g和催化剂质量为2.7 g时,玉米秸秆常压快速液化的残渣率可以达到最小值0.2%,实现玉米秸秆基本完全液化。     

玉米秸秆AFEX预处理纤维素酶解特性研究

为了探究氨纤维膨胀(Ammonia fiber expansion,AFEX)预处理产生的酚类物质和木质素暴露程度的变化对酶解的影响,对玉米秸秆(CK)进行了高、低两个温度水平的AFEX预处理(L-AFEX:90℃、5 min;H-AFEX:140℃、15 min,载氨量和含水率分别为1 g/g和60％),对预处理后玉...     

液化玉米秸秆基固沙剂控制土壤风蚀试验

以室内风洞试验机为主要设备,研究了液化玉米秸秆及液化玉米秸秆基聚氨酯作为固沙剂对建筑渣土的保护效应.研究结果表明,二者均能粘结土样表面的大小颗粒形成保护层,提高建筑渣土的抗风蚀性;当液化玉米秸秆的喷施量较低时,随着风速的提高,对土壤的保护作用逐渐消失,土壤的侵蚀度迅速增加;液化玉米秸秆基聚氨酯作为固沙剂的效果要明显优于液化玉米秸秆,当其喷施量为120.37g/m~2时,起沙风速超过20m/s,当固沙效果相同时,液化玉米秸秆基聚氨酯的用量仅是液化玉米秸秆的50%,而且由于液化玉米秸秆基聚氨酯保护层的机械强度较高,使其在较高的风速下,对建筑渣土仍有很好的保护作用.     

三氟乙酸催化玉米秸秆纤维素制备三醋酸纤维素研究

以玉米秸秆纤维素为原料,以三氟乙酸(Trifluoroacetic acid, TFA)为催化剂,提出采用一锅法高效制备三醋酸纤维素(Cellulose triacetate, CTA)的新工艺,并进行了合成试验。以CTA的取代度和产率为指标,分析了TFA添加量、反应温度、反应时间以及乙酸酐添加量对CTA取代度及产率的影响,并优化了合成工艺,结果表明,CTA的最佳制备条件为：TFA添加量15mL/g、反应温度25℃、反应时间30min、乙酸酐添加量5mL/g,得到的CTA的取代度为2.95,产率为96.2%。通过傅里叶变换红外光谱分析、X射线衍射分析以及氢核磁共振分析对产物理化特性进行了表征,结果表明,纤维素发生了乙酰化反应,并合成了CTA;热重分析结果表明,该工艺制备的CTA具有较高的热稳定性。     

玉米秸秆水热炭化产物特性演变分析

为了研究玉米秸秆水热炭化过程及固体目标产物特性的演变规律,在高温高压反应釜中,进行反应温度为180~290℃、停留时间为8 h的水热炭化实验研究。研究发现,随反应温度的升高,玉米秸秆固体水热焦产率从180℃时的71%逐渐下降至290℃时的36%,而C质量分数从玉米秸秆原料中的44.86%增加至72.36%,O质量分数从原料中的44.2%下降至15.36%,明显提高了其能量密度。至290℃时,水热焦的H/C和O/C原子比分别为0.88和0.16,接近于煤的H/C和O/C原子比,高位热值高达29.79 MJ/kg。水热焦中特征官能团随温度升高而减少,而C=C、C=O和芳香特征峰红外吸收逐渐增强,同时热重分析表明水热焦热稳定性逐渐提高。元素组成和傅里叶红外光谱分析表明玉米秸秆经水热炭化处理,低于230℃时主要经历脱水和脱羧反应,而高于230℃以后,以缩聚反应和芳香化为主。     

尿素预处理玉米秸秆降解木质素动力学研究

为探究尿素预处理玉米秸秆降解木质素的动力学特性,解析尿素对玉米秸秆木质素的作用规律,研究了总固体质量分数（10%、30%、50%和70%）和尿素添加比例（1∶100、1∶20、1∶10、1∶2和7∶10）对玉米秸秆木质素含量的影响,并进行模型拟合,获得了尿素预处理玉米秸秆降解木质素动力学模型。结果表明：总固体质量分数在50%以内时,随着尿素添加比例的增加,玉米秸秆的木质素去除率先增加、后降低,总固体质量分数为70%时木质素去除率随着尿素添加比例的增加而增加,当总固体质量分数为10%和70%、对应尿素添加比例为1∶20和7∶10时,获得的最大木质素去除率分别为71.05%、68.69%;不同预处理条件下,玉米秸秆的残余木质素质量与总固体回收量均呈现较好的线性关系,在整个尿素预处理过程中脱木质素选择性系数稳定在0.32~0.48g/g之间;尿素预处理玉米秸秆的脱木质素过程符合初始脱木质素、大量脱木质素和残余脱木质素3个阶段连续一阶动力学模型,大量脱木质素阶段的最大可脱除木质素质量比可达0.71,在低、高总固体含量下,尿素转化的液态铵和气态氨对玉米秸秆均具有较好的脱木质素作用。