木质纤维生物质水热预处理研究

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传统燃料乙醇以木薯、甜高粱、玉米芯、秸秆等单一原料为主,该模式下原料收储运成本较高、乙醇炼制工艺因料而异,阻碍了燃料乙醇的大规模商业推广应用。相比而言,混合生物质使用更灵活、供应更稳定、且储量大、易于收集,有利于燃料乙醇产业可持续发展。本研究选取散尾葵枝叶(LSD和LD)、短穗鱼尾葵枝叶(LSC和LC)、大王椰子枝叶(LSR和LR)、小毛竹枝叶(SB和LB)八种华南常见园林废弃物为原料,系统研究了物料混合对其水热预处理及乙醇发酵的影响。结果表明,相对于秸秆生物质,单一园林生物质水热解聚更困难。而多种原料混合后有助于提高水热过程中半纤维素的水解及其总木糖收率,其中控制混合原料中半纤维素和木质素含量比例为0.5,可以得到最大总木糖收率。未处理的混合园林生物质组成结构不均一,不利于其纤维素共酶解,但经过水热预处理后,多物料混合可以改善酶解发酵系统的流变性,进而提高反应底物固含量。以三种园林生物质混合为例,底物浓度为15%时,其酶解率可以达到100%,乙醇发酵浓度为16.9 g/l。相关研究为园林废弃物综合利用及混合物料纤维乙醇炼制提供了前期研究基础。
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