响应面法优化固体酸水解玉米秸秆制备乙酰丙酸的研究

以玉米秸秆为原料,以SO42--TiO2/黏土固体酸为水解催化剂制备乙酰丙酸。探讨了固体酸的用量、水解温度、水解时间和液固比对乙酰丙酸得率的影响。采用响应面法对水解工艺进行了优化,并建立二次回归模型。结果表明,当水解温度为241℃、水解时间为31min、固体酸的用量为4.5%和液固比为14∶1(V/W,mL∶g)时为较优的制备工艺,在该工艺条件下,乙酰丙酸的得率为13.16%。     

丙酮肟酸催化水解制备羟胺的研究

以固体酸为催化剂,考察了不同固体酸对丙酮肟的催化效果,优化选出了催化效率最佳的固体酸(氨基磺酸)。进一步考察了氨基磺酸的用量、反应温度及反应时间对丙酮肟水解的影响。结果表明,当氨基磺酸与丙酮肟的摩尔比为0.75∶1时,反应温度为室温25℃,反应1 h,加水量为30~50 m L时,丙酮肟的转化率在40%以上,丙酮的选择性大于93%,羟胺的选择性达到95%。     

玉米秸秆中木质素、半纤维素和纤维素的组分分离研究

针对分离植物茎秆中的木质素、半纤维素和纤维素需高温和高压处理的苛刻条件以及所得组分纯度和回收率均较低的缺陷,采用乙醇和硝酸相结合的方法对玉米秸秆在常压下进行预处理,经稀碱溶液蒸煮及过氧化氢处理,实现高效分离和回收木质素、半纤维素和纤维素组分的目的。正交试验确定的最佳条件为：固液比1∶14、硝酸与乙醇体积比1∶2、76℃下反应3 h,原料的木质素脱除率达76.3%,木质素回收率为44.5%;预处理后的原料以4% NaOH为溶剂、固液比1∶40、95℃下蒸煮2.5 h,其半纤维素脱除率98.8%,半纤维素回收率达66.0%（滤液∶乙醇1∶0.8、pH 7、沉淀2 h）;粗纤维素以2.5%H2O2为溶剂、固液比1∶30、pH 11.5、（46±1）℃下处理6 h,其纤维素纯度99.28%,回收率59.7%。该方法具有工艺条件温和及绿色环保等优势,为玉米秸秆的分级利用提供了一条新的途径。     

玉米秸秆酸水解制糖新工艺

[目的]开发新的玉米秸秆酸解糖化工艺,以解决生物质制乙醇技术中酸解糖化法收率低等问题。[方法]采用单因素及正交试验,考察了带压两段酸水解浓酸段和稀酸段的水解糖化规律和工艺条件。通过两段法浓酸预处理与稀酸水解相结合,对玉米秸秆进行水解,并对水解条件进行了优化。[结果]初步确定常压两段酸水解较优的水解工艺条件为:一段浓酸预处理中,酸浓度60%,酸固比12∶1,水解时间30min,温度45℃;二段稀酸水解中,水固比220∶1,水解时间120min,水解温度100℃。经两段水解后,总糖收率显著增加,达93.81%。[结论]首次提出常压两段酸水解工艺,该工艺条件温和、流程简单、成本低廉、总糖收率高、应用前景广阔。     

微波预处理协同固体酸水解棉籽壳制备乙酰丙酸

以棉籽壳为原料,采用微波辐射预处理和固体酸协同水解制备乙酸丙酸.探讨了经过微波辐射处理后水解温度、水解时间、固体酸用量、液固比对乙酰丙酸得率的影响,并采用响应面法建立二次回归模型对水解工艺进行了优化.试验表明,在水解温度为251.65℃、反应时间为35.61min、固体酸的用量为5.49%时,乙酰丙酸的得率为32.21%,比在相同工艺条件下未经微波处理的得率提高了15.12百分点.     

WO3/ZrO2固体酸水解稻谷壳制备乙酰丙酸的优化研究

采用WO3/ZrO2固体酸水解农作物废弃物稻谷壳粉制备乙酰丙酸,以正交试验优化水解乙酰丙酸条件.研究结果表明:原料粒度140目、固体酸用量3.0％、反应时间40 min、反应温度230℃、液固比11g∶1g为最佳工艺条件,在该条件下,乙酰丙酸的最佳得率为22.71％.     

玉米秸秆固体酸催化剂及催化合成生物柴油的工艺研究

【目的】用玉米秸秆制备固体酸催化剂,为生物柴油的制备研发新型高效环保的催化剂。【方法】以玉米秸秆为原料制备固体酸催化剂,通过催化棉籽油和甲醇的酯交换反应,考察不同碳化、磺化条件对催化剂活性的影响,并且评价该催化剂的稳定性;此外,以棉籽油和甲醇的酯交换反应作为制备生物柴油的模型反应,并以制备的固体酸催化剂作为该反应的催化剂,考察不同反应条件对棉籽油转化率的影响,探索该固体酸催化合成生物柴油的最佳条件。【结果】在碳化温度350～400℃、碳化时间10h、磺化温度140～180℃、磺化时间10h的条件下,可制备出高活性的固体酸催化剂。该催化剂重复使用5次以后,催化棉籽油和甲醇的酯交换反应时,棉籽油的转化率仍可达89.5%。在催化剂用量100g/kg、醇油物质的量比5:1、反应温度60℃、反应时间8h的条件下,该固体酸催化剂催化棉籽油和甲醇的酯交换反应时,棉籽油的转化率可达93.2%。【结论】以玉米秸秆为原料,经过碳化-磺化后,可制得活性高、稳定性优、可重复利用的碳基固体酸催化剂。     

玉米秸秆好氧水解特性研究

秸秆木质纤维素水解过程,影响秸秆沼气制备速度。提高水解效率关键是破坏木质素对纤维素和半纤维素屏蔽作用,而木质素降解需有分子氧存在。因此,在秸秆厌氧发酵前好氧水解发酵秸秆有利于提高秸秆生物可降解性。为揭示玉米秸秆湿法好氧水解特性,在总固体浓度(TS)为10%,好氧水解温度为35、38、41、44、47℃,好氧水解时间为8、16、24、32、40 h条件下湿法水解发酵试验。结果表明,湿法好氧水解能有效破坏玉米秸秆木质素结构,获得较高木质素降解率,温度44℃,时间经历8 h时木质素即降解15.79%,是好氧水解40 h时总降解率49.5%。在此条件下,总有机物损失率仅为4%,经过湿法好氧水解玉米秸秆TS产气量和产甲烷量与未经处理玉米秸秆相比分别提高28.4%和29%。     

稀酸强化水解对玉米秸秆发酵产氢能力的影响

[目的]研究稀酸强化水解对玉米秸秆发酵产氢能力的影响。[方法]对玉米秸秆进行机械粉碎、蒸汽爆破和稀酸水解处理,并分析不同处理、玉米秸秆粒度等对玉米秸秆产氢能力的影响。[结果]蒸汽爆破后采用0.8%稀H2SO4强化水解的预处理方法产氢效果较好;玉米秸秆粒度为0.425～0.850 mm时,产氢效果最好;当0.8%H2SO4（质量）∶秸秆（重量）的液固比为10∶1时,产氢效果较好。[结论]玉米秸秆经蒸汽爆破后,再用0.8%H2SO4强化水解处理可以取得较好的产氢效果。     

超声波协同WO_3/ZrO_2固体酸水解蔗渣工艺的优化

[目的]采用超声波预处理协同固体酸水解蔗渣制备还原糖。[方法]探讨了超声波预处理后水解温度、固体酸用量、水解时间、液固比对水解液中还原糖得率的影响。采用响应面法建立二次回归模型,并对水解工艺进行优化。[结果]当水解温度97.52℃、固体酸用量5.76%、反应时间3.10 h、液固比18∶1时,还原糖的得率可达75.65%,比在相同工艺条件下未经超声波处理的得率提高了21.91%。[结论]超声波预处理能够促进蔗渣的水解。     

水解半纤维素发酵转化木糖醇

综述了通过水解半纤维素发酵木糖醇的制备方法及各种因素对发酵的影响。     

稻草秸秆硫酸水解研究

[目的]优化稻草秸秆浓硫酸水解法的条件。[方法]在单因素试验的基础上,固定稻草秸秆粒度为20~40目,以液固比（V/W）、硫酸质量分数、反应温度和反应时间4个因素进行正交试验。[结果]4个因素对稻草秸秆水解率的影响程度为：硫酸质量分数〉液固比〉反应温度〉反应时间。稻草秸秆的最佳水解条件为：硫酸质量分数70%,液固比（V/W）12∶1,反应温度70℃,反应时间为3 h。在此条件下,稻草秸秆水解率达77%以上。[结论]该研究为综合开发利用稻草秸秆奠定了基础。     

超声波预处理协同固体酸水解小麦秸秆制备乙酰丙酸的研究

[目的]研究超声波预处理协同固体酸水解小麦秸秆制备乙醇丙酸。[方法]以小麦秸秆为原料,采用超声波预处理和固体酸协同水解制备了乙酰丙酸,探讨了经过超声波预处理后水解温度、水解时间、固体酸用量、液固比对乙酰丙酸得率的影响,并采用响应面法建立二次回归模型对水解工艺进行了优化。[结果]乙酰丙酸的得率与固体酸用量、水解温度、液固比和水解时间等工艺有关;得出最优工艺条件为：水解温度235℃、反应时间35min、固体酸的用量为7.4%,此时乙酰丙酸的得率为22.98%,比在相同工艺条件下未超声波处理的得率提高了10.25%。[结论]在固体酸水解小麦秸杆制备乙酰丙酸过程中,通过超声波预处理的协同反应,能够有效提高乙酰丙酸的得率。     

碱解玉米芯制备阿魏酸和对香豆酸

[目的]利用碱解农林废弃物制备阿魏酸和对香豆酸。[方法]对4种农林废弃物(花生壳、玉米秸秆、小麦秸秆、玉米芯)进行比较,发现玉米芯最适合用于提取阿魏酸和对香豆酸。考察不同氢氧化钠浓度、固液比(玉米芯/碱液)、提取温度、提取时间对玉米芯中阿魏酸和对香豆酸提取量的影响。[结果]提取玉米芯中阿魏酸的最佳工艺条件为:氢氧化钠浓度为0.5 mol/L,固液比(玉米芯/碱液)为1∶30 g/ml,提取温度为50℃,提取时间为2.5 h。在此条件下,阿魏酸的提取量最高为14.05 mg/g,对香豆酸的提取量为21.12 mg/g。[结论]研究可为提高玉米芯的附加值利用提供依据。     

不同来源污泥对玉米秸秆固态厌氧发酵的影响

[目的]研究不同来源污泥对玉米秸秆厌氧发酵产气效率的影响。[方法]以玉米秸秆为原料,在接种量相同的条件下,研究了4种不同来源污泥对玉米秸秆厌氧发酵日产气量和累积产气量的影响。[结果]4种不同来源污泥的累积产气量依次为颗粒状污泥>河底污泥>浓缩污泥>压滤泥饼。采用颗粒状污泥为接种物的日均产气量和累积产气量最高,分别为3.73 L/kg VS和56.29 L/kg VS。[结论]该研究结果为充分利用秸秆原料,提高能源利用效率,实现能源可持续发展提供了试验基础。     

不同来源污泥对玉米秸秆固态厌氧发酵的影响(英文)

[目的]研究不同来源污泥对玉米秸秆厌氧发酵产气效率的影响。[方法]以玉米秸秆为原料,在接种量相同的条件下,研究了4种不同来源污泥对玉米秸秆厌氧发酵日产气量和累积产气量的影响。[结果]4种不同来源污泥的累积产气量依次为颗粒状污泥>河底污泥>浓缩污泥>压滤泥饼。采用颗粒状污泥为接种物的日均产气量和累积产气量最高,分别为3.73和56.29L/kgVS。[结论]该研究结果为充分利用秸秆原料,提高能源利用效率,实现能源可持续发展提供了试验基础。     

固体酸碱非均相催化含酸油脂生产生物柴油研究

先用硫酸钛催化油中游离脂肪酸和甲醇酯化生成脂肪酸甲酯,再用多孔氧化钙催化油中的甘油三酯和甲醇进行酯交换,对固体酸碱非均相催化含酸油脂生产生物柴油进行了研究,结果表明,硫酸钛对酯化反应具有很强的催化活性,优化条件下,酯化率达到97．1％;而多孔氧化钙活性高,用量少,酯交换转化率达96．1％：该2步催化法具有不产生酸化废水,成本低,转化率高,催化剂可回收等优点。     

绿色木霉F6降解玉米秸秆的固体发酵条件优化

[目的]探寻绿色木霉(Trichoderma viride)F6固体发酵降解玉米秸秆的最佳发酵条件。[方法]研究发酵温度、基质含水率、通气状况、接种量及基质初始pH对玉米秸秆降解率的影响,在此基础上采用二次正交旋转组合设计对这5个因素及其交互作用对玉米秸秆降解率的影响进行分析,并对其发酵条件进行了优化。[结果]玉米秸秆固体发酵的最适条件为31.6℃下调节基质含水率61.7%,pH6.0,接种5.0 ml液体菌种,6层纱布封口。经验证,该条件下玉米秸秆的降解率可达46.38%。[结论]绿色木霉F6固体发酵降解玉米秸秆效果良好,操作简单,经济高效,有较高的应用价值。     

酸水解竹加工剩余物制还原糖的研究

[目的]实现竹加工剩余物的高效利用,研究其酸水解工艺。[方法]通过单因素试验研究了酸水解竹粉的影响因素。以总还原糖产量为指标,通过分析得出稀硫酸水解竹粉生产还原糖的最优反应条件。[结果]单因素试验结果表明：料液比为1∶5～1∶7时,还原糖得率随浓酸体积的增加而增加;料液比为1∶5和1∶8时,还原糖得率分别为44.0%和41.6%;第1次水解温度为60℃时,还原糖得率最高,为65.3%;当硫酸浓度为15%～30%时,还原糖得率变化很小;还原糖得率随着水解时间的延长而降低;第2次水解时间为1.0h时,还原糖得率最高,为66.3%。正交试验结果表明：第1次水解温度的影响最大,其次为第2次水解时间,竹粉/浓硫酸比的影响最小;最佳反应条件为：竹粉与浓酸比（W/V）为1∶6,第1次水解温度为50℃,第2次水解温度为100℃,稀硫酸浓度为20%,水解时间为1h。[结论]该研究为竹加工剩余物的开发利用提供了参考。