杂交狼尾草和荻制燃料乙醇的化学预处理研究

摘要

以两种能源植物杂交狼尾草（Pennisetum americanum3 purpureum）和荻〔Triarrhena sacchariflora(Maxim.) Nakai〕为原料，对其制取燃料乙醇的稀H2SO4预处理和NaOH预处理进行了对比研究，确定了两种预处理方法的最佳条件。通过单因素试验得出了预处理效果随 H2SO4/NaOH浓度、固液比、时间、温度4个因素变化而变化的规律，在单因素试验的基础上，通过正交试验研究了酸/碱预处理最佳条件。利用预处理过程中的固体分解率、处理后液体中葡萄糖与木糖的浓度、预处理后纤维素与半纤维素的水解率和木质素的脱除率3大类6项指标评价了两种预处理方法的效果，并筛选了2种能源植物制取燃料乙醇的酸/碱预处理方法的最佳条件。
　　结果表明：（1）2种能源植物 NaOH预处理的固体分解率高于稀 H2SO4预处理。（2）2种能源植物的稀 H2SO4预处理的葡萄糖浓度明显高于NaOH预处理，而木糖浓度则低于NaOH预处理。（3）2种样品的NaOH预处理中纤维素水解率和木质素脱除率较稀H2SO4预处理高，而半纤维素水解率较稀H2SO4预处理低。（4）杂交狼尾草稀H2SO4预处理的最佳条件为：H2SO4浓度1.5％，固液比1:8，时间15min，温度120℃；预处理效果为：固体分解率（SDR）38.27%，葡萄糖浓度（GC）4.80g/L，木糖浓度（XC）15.72g/L，纤维素水解率（CHR）8.95%，半纤维素水解率（HHR）85.73%，木质素脱除率（LRR）7.49%。NaOH预处理的最佳条件为：NaOH浓度3.0%，固液比1:8，时间15min，温度120℃；预处理效果为：SDR57.24%，GC0.32g/L，XC17.44g/L，CHR25.52%，HHR77.17%，LRR90.62%。（5）荻稀H2SO4酸预处理的最佳条件是：H2SO4浓度1.5%，固液比1:6，时间30min，温度120℃；预处理效果为：SDR29.46%，GC3.34g/L，XC15.91g/L，CHR7.06%，HHR80.29%，LRR7.50%。NaOH预处理的最佳条件是：NaOH浓度3.0%，固液比1:8，时间15min，温度120℃。预处理效果是：SDR55.26%，GC0.27g/L，XC14.83g/L，CHR39.14%，HHR59.40%，LRR88.13%。

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插图和附表清单

1 引言

1.1 燃料乙醇的研究意义

1.2 燃料乙醇的国内外研究进展

1.3 生产燃料乙醇的原料

1.4 纤维素原料制取燃料乙醇的预处理研究进展

1.5 杂交狼尾草与荻的研究利用现状

2 试验内容与方法

2.1 试验材料与仪器

2.2 试验内容与方法

3 结果与分析

3.1 杂交狼尾草

3.2 荻

4 讨论

4.1 稀H2SO4预处理与化学成分的变化

4.2 NaOH预处理与化学成分的变化

4.3 固体分解率与预处理效果

5 结论

致谢

参考文献

作 者 简 介