FeSO4浸泡法促进高灰分麦糠水热预处理效果的初探文献综述

 2022-07-11 10:07

南京林业大学毕业设计(论文)开题报告

前言

麦糠是来自造纸厂原料麦草筛选出来的废弃物,因为其高灰分的存在而难以用于制浆造纸,所以被当作垃圾直接丢掉或焚烧,造成了巨大的资源浪费和环境污染。然而麦糠并不是毫无用处的垃圾,麦糠含有丰富的组成成分,其中多糖含量较高:细胞壁中含有27.54%的纤维素和19.62%的木聚糖,是一种可以利用的生物精制材料。同时,大量的麦糠的堆积不仅是巨大的能源浪费,而且会污染环境。因此,具有持久生长性、零成本、环境不友好等特征的麦糠值得在生物精炼厂中应用。

灰分就是某种物质燃烧或者烘干后留下的一种固体的无机物质。在植物纤维原料中的灰分主要是钾、钠、钙、镁、硫、磷、硅等无机盐类。烘干的植物组织在600摄氏度左右灼烧时,有机物中的碳元素、氢元素、氧元素、氮元素以二氧化碳、水、分子态氮和氮的氧化物的形式散失到空气中,余下一些不能挥发的灰白色残烬,称为灰分。各种矿物质以氧化物、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐等形式存在于灰分中,构成灰分的元素称为灰分元素。它们直接或间接地来自土壤矿质,故又称为矿质元素[1]

现如今,各种预处理方法被广泛研究并利用,与物理、化学和生物预处理等方法相比,水热预处理由于其简单的工艺流程、无化学成分和反应条件要求低等优点,在生物炼制工艺中广泛运用。在水热预处理过程中,半纤维素可以解聚并转化为可溶性糖,从而引起木质纤维素结构的破坏,使纤维素更容易受到酶的攻击。

麦糠中的高游离灰分一直是限制其水热预处理效率的关键因素。在麦糠水热预处理过程中,由于半纤维素乙酰基和少量葡萄糖醛酸基团的降解而形成的弱酸性环境被灰分破坏。麦糠灰分表面带负电荷可吸收半纤维素解聚产生的H ,导致pH升高,不利于半纤维素的去除,即麦糠水热预处理期间的“酸缓冲能力”。然而,对于如何破除灰分所带来的酸缓冲性能,目前尚未研究。因此此课题具有研究意义,且有望在工业、农业中实现应用。

文献综述

1麦糠的简介

随着近年来世界经济的高速发展,能源消耗问题日益严峻。化石能源不仅储量有限,而且其燃烧所排放的温室气体会引发全球气候变暖等环境问题。因此,新能源的开发成为当前能源领域研究的热点。生物质能源作为一种可再生能源,逐渐进入了人们的眼球。木质纤维素生物质制取的燃料乙醇因其具有储量丰富、廉价易得、可再生、环境友好等优点而被视为理想的新能源,为中国能源可持续发展的战略提供了新生的力量。

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