不同预处理方法对玉米秸秆酶解和乙醇发酵的影响

研究不同预处理方法对玉米秸秆酶解和乙醇发酵的影响。比较玉米秸秆经粉碎、汽爆和水热3种预处理后酶解液葡萄糖含量、酶解率、乙醇得率以及发酵液中抑制物乙酸、糠醛和羟甲基糠醛的含量,对不同预处理方法进行评价。结果表明:水热超细玉米秸秆能有效提高酶解率,在固液比2:10,酶解48h时,生成葡萄糖含量为60.6g.L-1,纤维素酶解率为63.13%,并且产生的乙酸、糠醛和羟甲基糠醛的含量很低;以此水解液发酵生产乙醇,乙醇含量为28.29g.L-1,乙醇得率为46.68%,为理论乙醇得率的91.5%。说明采用水热超细秸秆可有效提高纤维素酶解率和乙醇得率。     

铺装结构及密度对玉米秸秆轻质复合板性能的影响

为充分利用玉米秸秆并制备性能优越的轻质复合材料,通过对玉米秸秆内外表面特性的分析,采用机械疏解重组其胶合结构单元,以脲醛树脂为胶黏剂,制备定向和均向2种玉米秸秆轻质复合板。本文研究了不同铺装方式和密度对板材静曲强度(MOR)、弯曲弹性模量(MOE)、内结合强度(IB)、吸水厚度膨胀率(TS)、吸水率(WA)的影响。结果表明:定向铺装结构可以增强复合板材的MOR、MOE、IB,相同密度下定向玉米秸秆复合板(OCSB)的纵向静曲强度(MOR∥)和纵向弹性模量(MOE∥)约为均向玉米秸秆复合板(HCSB)的3倍,IB约为4~5倍。OCSB的MOR∥、MOE∥明显大于横向静曲强度(MOR#x22A5;)、横向弹性模量(MOE#x22A5;);OCSB密度为0.3 g/cm3时,MOR∥约为MOR#x22A5;的3.5倍,MOE∥约为MOE#x22A5;的5倍。OCSB的MOR#x22A5;均大于HCSB的MOR(密度0.3 g/cm3除外),OCSB的MOE#x22A5;均小于HCSB。OCSB和HCSB的MOR、MOE在试验范围内都随着密度的增加而增加;当OCSB密度为0.6 g/cm3时,MOR∥为25.24 MPa,MOE∥达到4 216 MPa,其物理力学性能够满足在民用建筑中的使用。此外,OCSB的TS、WA均小于HCSB。      

玉米秸秆预处理条件的优化

优化玉米秸秆预处理条件,测定其纤维素、半纤维素和木质素的含量,使其在生产过程中减少环境污染,降低生产成本和提高产率。将玉米秸秆切段除尘称量,先用亚硫酸氢钠浸泡,之后通过汽爆或蒸煮,再用氨水浸泡,然后烘干粉碎用蒸汽压力锅灭菌,最后进行液相色谱分析。结果表明,利用多种预处理方法相结合,使得纤维素、半纤维素、木质素分离开,切断其氢键破坏晶体结构,降低聚合度,有效去除木质素,提高纤维素、半纤维素的转化利用率。以亚硫酸氢钠浸泡24小时、3.0兆帕未挤干汽爆、氨水浸泡2小时的表现较好。     

生物预处理耦合湿法储存对玉米秸秆产沼气性能的影响

秸秆储存是确保秸秆沼气工程原料稳定供应的有效手段,预处理是提高秸秆沼气化利用效率的有效方法。为促进秸秆沼气化利用,以玉米秸秆为研究对象,在短期浸泡、长期厌氧两种湿法储存过程中,分别添加沼液、牛粪、菌剂进行生物预处理,对比分析玉米秸秆成分和沼气产气性能的变化。结果表明,生物预处理耦合湿法储存,能有效提高玉米秸秆产沼气性能。当短期浸泡预处理储存时,随储存时间推移,各试验组纤维素、半纤维素含量逐渐降低,TS产气率逐渐提升;其中菌剂组产沼气性能最佳,储存20 d后TS产气率最高,达492.6 m³·t^-1,比对照组高18.78%。当长期厌氧预处理储存时,各试验组纤维素、半纤维素在储存前60 d降解较快、后期降解缓慢,TS产气率呈现先升后降的趋势,其中菌剂组产沼气性能最佳,TS产气率在第60天达到最高值522.1 m³·t^-1,较对照组增长60.89%;而沼液组、牛粪组TS产气率分别从第50天、第180天后低于对照组。因此,在秸秆沼气工程运行过程中,可结合实际情况选择合适的预处理储存方式,提高秸秆TS产气率。     

NaOH对类芬顿预处理的玉米秸秆酶解性能影响

【目的】探究NaOH对类芬顿预处理(heterogeneous Fenton pretreatment, HFP)的玉米秸秆酶解效果影响及高效酶解的机制。【方法】在HFP体系(0.16 g·L^-1 FeOCl, 0.8 mol·L^-1 H₂O₂,6 h)对玉米秸秆预处理的前期进行NaOH前处理,以酶解后还原糖产率为指标,考察NaOH浓度和反应温度对NaOH-HFP体系的影响。对比未处理玉米秸秆和3种不同预处理体系(HFP体系、NaOH预处理体系和NaOH-HFP体系)处理后玉米秸秆的理化表征(成分分析和结构表征)。【结果】当NaOH浓度0.1 mol·L^-1,反应温度75℃时,经NaOH-HFP体系预处理玉米秸秆酶解后还原糖产率为92.5%,分别比NaOH预处理体系及HFP体系提高了31.0%和181.2%。成分分析结果表明,NaOH-HFP体系能够去除部分半维素和木质素。扫描电子显微镜、X-射线衍射、固态核磁和比表面积和孔隙率分析表征结果表明,预处理没有造成底物表面化学结构显...     

玉米秸秆粉体/聚乙烯复合材料的制备及性能

研究利用玉米秸秆粉体作为增强材料与聚乙烯(PE)通过挤出成型制备玉米秸秆粉体/PE复合材料的可行性,并考查了玉米秸秆粉体添加量及其尺寸对复合材料力学性能的影响。结果表明:随玉米秸秆粉体添加量的增加,玉米秸秆粉体/PE复合材料的拉伸强度、拉伸模量呈先升后降趋势,弯曲模量逐渐增大,冲击强度则逐渐减小;当玉米秸秆粉体添加量为50%时,复合材料的综合力学性能最佳。此外,玉米秸秆粉体/PE复合材料的力学性能随玉米秸秆粉体长径比的增大而增强;在考查范围内,添加40目h(粒径)≤60目玉米秸秆粉体复合材料的力学性能最好。电镜结果显示添加20目h≤40目玉米秸秆粉体/PE复合材料粉体在基体中分布不均,断面形貌最差,而添加40目h≤60目玉米秸秆粉体复合材料的断面形貌最佳。     

生物预处理秸秆纤维特性及复合材料的性能研究

  目的  探究生物预处理对秸秆纤维及其与脲醛树脂制备的复合材料性能的影响,为秸秆基复合材料的制备及发展提供理论依据。  方法  接种微生物菌剂(秸秆腐熟剂)对水稻Oryza sativa秸秆进行好氧发酵处理,测定不同处理时间下水稻秸秆中半纤维素、纤维素、木质素等的变化,测试并对比未经生物改性处理秸秆纤维(S₀)、经生物改性处理5 (S₅)和10 d (S₁₀)秸秆纤维的结晶度和微观形貌,制备秸秆纤维/脲醛树脂复合材料,分别标记为F₀、F₅、F₁₀,比较不同生物预处理时间下秸秆基复合材料的表面性能和力学性能。  结果  改性处理后秸秆表面的硅和蜡等物质被去除,但较长的生物改性处理时间(10 d)会破坏秸秆纤维自身结构。相比于S₀和S₁₀,S₅的纤维素相对含量最高,为37.99%,结晶度也最好,为47.8%。3种秸秆基复合材料中F₅疏水性最好,表面能最低,冲击韧性最大(7 665.64 J·m?2);F₁₀抗弯性能更好,静曲强度和弹性模量分别为27.73和20 354 MPa,相比F₀分别提高了59.00%和50.17%。  结论  生物改性处理可以改善秸秆纤维的表面性质,提高秸秆纤维/脲醛树脂复合材料的性能,生物改性处理5 d的秸秆纤维更好,制备的复合材料性能更优良。图4表1参28     

超微粉碎预处理对玉米秸秆酶解效果的影响

为了研究超微粉碎预处理对玉米秸秆酶解效果的影响,选取0 h、0.5 h、1.0 h、1.5 h、2.0 h共5个预处理时间对玉米秸秆进行短时间超微粉碎预处理及酶解试验。结果表明超微粉碎能有效减小秸秆粉体平均粒径,颗粒向微细化发展。在0～2 h内,预处理时间越长,酶解后总还原糖和葡萄糖等各种糖产量及葡萄糖收率均越高,固体回收率越低。超微粉碎2 h的样品(BM2.0 h)酶解还原糖产量和葡萄糖产量分别是秸秆原样直接酶解的3.96倍、3.89倍。BM2.0 h酶解后葡萄糖收率高达98.57%。综合分析可以看出,短时间超微粉碎预处理可促进秸秆降解为还原糖,提高酶解效率。     

玉米秸秆生物饲料对肉牛生产性能的影响

用不同比例的木霉、白腐真菌、酵母、乳酸菌处理玉米秸秆,通过筛选出最佳组合,然后对肉牛进行饲喂试验。结果表明,添加筛选出的菌种组合,发酵后的玉米秸秆微贮味酸甜,改善饲料的适口性,提高肉牛的采食量,不同程度的提高肉牛的日增重,除了试验4组外,其他组合菌组均显著提高了肉牛增重,但差异不显著(P>0.05)。     

超声波预处理玉米秸秆的条件优化

为加速纤维素酶对玉米秸秆的分解效率,采用超声波预处理玉米秸秆。研究超声波处理时间、功率、温度等因素对处理效果的影响,通过Box-Behnken中心组合试验设计优化超声波预处理玉米秸秆的条件。结果表明,超声波预处理玉米秸秆的最优条件为:料液体积比为1∶30,超声时间10min,温度45℃,功率140W。用纤维素酶酶解在优化条件下超声处理的玉米秸秆,酶解效果较好。     

玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料的力学及降解性能研究

利用热压工艺制备得到了玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料,研究了玉米秸秆纤维的含量对复合材料力学及降解性能的影响。研究表明：随着玉米秸秆纤维含量的增加,复合材料的力学性能（拉伸强度、断裂伸长率）出现先增大后减小的变化趋势,在玉米秸秆纤维含量为10%时复合材料的断裂伸长率达到20.3%,复合材料的拉伸强度在玉米秸秆纤维含量13%时达到最大值24.38MPa;在降解120 d后,玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料的质量损失率变大,同时随着玉米秸秆纤维含量的增加,复合材料的质量损失逐渐变大,聚乳酸分子量的降低速度加快。     

刨花形态对麦秸板物理力学性能的影响

【目的】对不同形态刨花压制麦秸板的主要物理力学性能进行比较和分析,为刨花原料的选择、板材制造工艺的改进提供理论指导。【方法】以聚合异氰酸酯为胶黏剂,采用不同加工方式（劈裂机加工和刨片机加工）及不同尺寸（经＞1～≤2 mm、＞2～≤4 mm、＞4～≤8 mm孔径筛分的3个等级的长料、短料）的麦秸刨花压制非定向的单层板材,根据林业行业推荐标准《LY/T 2141-2013定向结构麦秸板》的要求测试板材的物理力学性能,利用X射线断面密度测试仪分析刨花尺寸对麦秸板断面密度的影响。【结果】劈裂机加工的长料中,＞1～≤2 mm、＞2～≤4 mm、＞4～≤8 mm的麦秸刨花占75%左右,环式刨片机加工的短料中则为90%左右,刨片机加工的刨花中尺寸较小的刨花多于劈裂机加工刨花。长料的板坯压缩率为11.6,约为短料的1.3倍。随着筛孔孔径的增加,长料、短料的堆积密度减小,板坯厚度增加,压缩率也随之增加。在试验条件下,长料制得板材的抗弯强度与抗弯弹性模量分别为43.68 MPa和4.47 GPa,均约为短料的1.3倍,内结合强度为0.42 MPa,约为短料的74%;长料压制的麦秸板的24 h吸水厚度膨胀率和24 h吸水率分别为16.92%和60.64%,均高于短料,但后者差异不显著;长料板材的2 h吸水厚度膨胀率和2 h吸水率均高于短料板材,但差异均不显著。随着麦秸刨花长细比的增大,长料和短料中不同尺寸刨花压制麦秸板的抗弯强度与抗弯弹性模量均呈增大趋势,内结合强度均呈下降趋势,24 h吸水厚度膨胀率和24 h吸水率逐渐增大。不同尺寸麦秸刨花压制板材的密度均在厚度方向呈“面高芯低”式的“U”形分布。刨花尺寸对麦秸板断面密度的影响并不明显,可能是因为刨花尺寸相对较小,其影响相对较弱。【结论】长料各筛层刨花所压制的板材性能变化幅度较短料大。在实际生产中,建议将长刨花作为表层原料以提高板材的抗弯强度和抗弯弹性模量,将短刨花作为芯层原料以提高其内结合强度和尺寸稳定性。     

去髓和留髓玉米秸秆燃料特性的对比分析

通过对去髓和留髓玉米Zea mays秸秆的化学成分、工业分析、元素分析、低位发热量、热动力学以及灰熔点几个方面的特性做对比,发现留髓玉米秸秆木质素较高,占整秆的27.72%,纤维素较低,占整秆的25.65%。相较于留髓玉米秸秆,去髓玉米杆的纤维素（25.47%）和木质素（21.90%）均低于留髓玉米秸秆;留髓的玉米秸秆的固定碳（13.61%）和低位发热量（16 536 Jg－1）都高于留髓玉米秸秆;同时留髓玉米秸秆的活化能和频率因子也要高于去髓玉米秸秆,但留髓玉米秸秆灰的变形温度（1 173 ℃）和软化温度（1 258 ℃）比去髓玉米秸秆低100 ℃以上。研究表明:玉米整秆相较于去髓玉米秸秆更易燃烧且更适合制作燃料,但需要对燃烧锅炉进行改造,期望能够对玉米秸秆制作燃料作为人造板工厂新能源提供一定理论基础。图4表7参13     

秸秆分解剂处理秸秆饲喂小尾寒羊效果研究

试验选用40只2.5岁左右的小尾寒羊羯羊作为试验动物,将其随机分为对照组和试验组,每组20只,进行饲养试验,对照组饲喂试验场现行日粮,试验组饲喂用秸秆分解剂处理的秸秆,预试期4 d,正试期28 d.结果表明:经秸秆分解剂处理后玉米秸秆营养成分中的OM和CP有所增加,NDF和ADF有所降低,试验组羊只的累计平均日增体质量较对照组提高42.7%,差异显著(P<0.05),经济效益较好.     

玉米秸秆皮瓤分离机剖瓤机构试验研究

为了确定玉米秸杆皮瓤分离机的结构和运动参数,利用本研究设计的玉米秸秆剖瓤实验台对玉米秸杆皮瓤分离机的关键机构-剖瓤机构进行了试验研究.为优化剖瓤机构的结构和运动参数,利用二次回归正交旋转组合设计安排了影响剖瓤质量的主要因素的四因子试验,并以剥净率和茎秆外皮损伤率作为评价指标.通过试验,得出了结构和运动参数的合理组合:剖...     

青贮玉米秸秆对鹅氮代谢和肠道菌群的影响

为研究鹅对青贮玉米秸秆的利用效果,试验选用24月龄五龙鹅30只,随机分成5组,每组分为6个重复。各试验组日粮添加的青贮玉米秸秆比例依次为24.4%、34.6%、42.6%、49.1%、53.6%。采用全收粪法,测定N的沉积量、净蛋白利用率(NPU)、氨态氮(NH3-N)浓度和氨基酸(AA)消化率,同时检测粪便中微生物数量变化,以初步探讨日粮中不同青贮玉米秸秆比例对CP、AA代谢及肠道微生物菌群的影响。结果表明,在ME和CP等摄入量一致的条件下,随着秸秆添加比例的不断增加,N的沉积量、净蛋白利用率(NPU)显著升高(P<0.05);粪中各组氨态氮(NH3-N)浓度呈下降趋势;甘氨酸表观消化率偏低但组间差异极显著(P<0.01),其他氨基酸表观消化率(AAAD)均较高(77.30%～93.10%),组间差异显著(P<0.05)(丙氨酸和脯氨酸除外);青贮秸秆添加量在24.40%～49.10%时,肠道中双歧杆菌、乳酸杆菌数量均随秸杆添加水平的升高而增多,且第4组与其他各组间差异显著(P<0.05);大肠杆菌数量总体呈下降趋势。由此可见,鹅能较好地利用青贮玉米秸秆中的粗蛋白,同时青贮玉米秸秆对鹅肠道微生物菌群有一定改善作用。     

大豆秸秆剪切力学特性的研究

在微机控制电子万能试验机上对大豆秸秆的剪切力学特性进行研究。以大豆秸秆含水率、剪切角度和刀刃角作为影响因素,采用隶属度的综合评分法对抗剪强度和比能综合评分,建立二次多项式回归模型,并用响应面法对剪切工艺参数进行优化。结果表明:剪切角度对大豆秸秆剪切效果的影响程度最大,刀刃角的影响最小,大豆秸秆剪切的最佳条件为秸秆含水率25%、剪切角度60°、刀刃角45°,在该条件下对大豆秸秆进行剪切,得到最大综合分为0.969。     

添加乳酸菌和纤维素酶对玉米秸秆青贮饲料品质的影响

为探讨不同微生物制剂对玉米青贮饲料品质的影响,以高水分春玉米秸秆为原料,进行乳酸菌和纤维素酶不同添加剂量的青贮饲料发酵试验。结果表明：玉米秸秆青贮过程中添加乳酸菌和纤维素酶,可有效降低青贮饲料腐败率、改善和提高青贮饲料的品质及营养价值,其中以添加0．30％纤维素酶的效果最佳,腐败率低于1．4％、粗蛋白含量3．49％、氨态氮与总氮质量比[m（VBN）,m（TN）]为6．60、丁酸含量为0、中性洗涤纤维含量11．48％、酸性洗涤纤维含量7．02％、酸性木质素含量1．42％。可见,筛选和添加适宜适量的微生物制剂是提高青贮饲料品质的有效途径。     

MAPP对麦秸纤维-聚丙烯复合材料热力学性能的影响

以麦秸纤维为增强材料、聚丙烯为基体物质、马来酸酐接枝聚丙烯（MAPP）为改性剂,制备麦秸纤维-聚丙烯复合材料。利用DMA、DSC、TG和SEM,探讨了MAPP的添加量（质量百分比1%、2%、5%、10%）和麦秸纤维形态（9、9～28、28～35、35目）对麦秸纤维 聚丙烯复合材料的热力学性能和结晶性能的影响。结果表明:①当MAPP的添加量为2%时,麦秸纤维-聚丙烯复合材料的储能弹性模量减小;当MAPP的添加量增加到5%、10%时,复合材料的储能弹性模量增加。②在麦秸纤维-聚丙烯体系内添加MAPP后,麦秸纤维 聚丙烯复合材料的结晶温度提高约1℃,结晶度增加了4%～8%;麦秸纤维以28～35目的形态作为聚丙烯基体的增强材料时,其复合材料的结晶温度为122.7℃,结晶率达到45.8%。③麦秸纤维-聚丙烯复合材料的热分解峰温分别为355和460℃。④麦秸纤维以纤维束的形态分布在基体聚丙烯中起增强作用,在整个体系内,麦秸纤维局部团聚且断裂明显。添加MAPP后,有利于基体物质在麦秸纤维表面的均匀覆盖。      

玉米秸秆液化树脂化研究

[目的]研究玉米秸秆液化及树脂化的工艺条件,进而提高玉米秸秆资源的利用价值及开辟玉米秸秆利用的新途径.[方法]以苯酚为液化剂、磷酸为催化剂对玉米秸秆进行液化,通过单因素试验和正交试验确定玉米秸秆液化的最优工艺;然后对液化产物进行树脂化,利用单因素试验确定树脂化工艺.[结果]玉米秸秆液化的最优工艺条件：液化温度150℃、液化时间165 min、固液比3∶13、磷酸用量10％,该液化工艺条件下,玉米秸秆液化残渣率为l2.1％;树脂化工艺条件：甲醛与液化产物摩尔比1.8、NaOH与液化产物摩尔比0.35、树脂化合成温度85℃、保温时间40 min、水与液化产物摩尔比8.0,该工艺条件下可生产获得综合性能较好的玉米秸秆液化物树脂,用其压制的胶合板干状强度1.788 MPa、湿状强度0.812 MPa,胶合强度符合国家标准（GB/T 17657-1999）对Ⅰ类胶合板的要求（≥0.700MPa）.[结论]以玉米秸秆液化产物制备的酚醛树脂胶黏剂可用于木材加工.