微波高压水解生物质废弃物的资源化再利用

来源 :上海大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guihuxinxi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着工农业发展,每年大量的毛发、秸秆等废弃的生物质堆放丢弃。目前对于这些废弃的生物质处理的方法有填埋、焚烧,这不仅造成资源的浪费,同时会产生环境污染。羽毛中含有丰富的角蛋白资源,对其进行水解加工,可以提取得到其中的蛋白或者氨基酸,不但减轻对环境的污染同时还会产生高附加值的产物。农作物秸秆主要由纤维素组成,将其水解可以获得葡萄糖等,而葡萄糖则可以进一步制备燃料乙醇等,是一种重要的可再生的生物质能源。目前对于这些生物质的水解主要有酸碱催化水解、酶水解、以及近年来发展起来的超(近)临界水解。酸、碱处理过程中会产生大量的工业废水、废气等,这就会产生安全和环境隐患。而生物法培养微生物等周期长,并且降解产物产率不高等。超(近)临界水解虽然是一种完全无污染的绿色方法,但是需要极端的高温高压条件,一方面使工业应用比较困难,另外也会导致需要的水解产物的分解破坏。因此有外场强化作用下的相对温和条件下的高温高压水解具有重要的意义。微波技术作为内加热方式,不但具有减少反应时间降低副产物的产量和提高反应得率,而且由于直接加热物料的分子,不仅能量的利用率很高,而且在微波的直接作用下有利于分子的水解。本文利用市场中羽毛及秸秆作为研究对象,利用微波加热方式在高温高压水条件下水解制备氨基酸与葡萄糖高附加值的产品。对于羽毛的研究,探讨了底物水与羽毛的固液质量比、反应时间和反应温度三个因素对氨基酸产率的影响。通过正交实验设计的方法确定三个影响因素对总氨基酸产率的影响大小,得到对氨基酸产率影响最大是反应温度,其次为水与羽毛的固液质量比,最后是反应时间。另外采用了红外分析技术和氨基酸检测方法以及热重分析等手段对水解前后的产物进行了测试。结果表明微波加热能够快速分解羽毛固体废弃物,并且具有较高的产率。最佳工艺条件是:当反应时间为20min、温度在200℃、固液比是37.5条件下,获得的总氨基酸产率为55%。其中天冬氨酸、精氨酸、丙氨酸和胱氨酸的产率较高。对于羽毛水解制备氨基酸,经历先生成氨基酸,随后氨基酸进一步分解。基于该情况建立一级连串动力学模型。通过这个动力学模型拟合得到总氨基酸在不同温度下的反应速率和氨基酸的生成与分解实验活化能。当反应温度分别是200、180和160℃时,总氨基酸生成反应速率常数分别为0.060115、0.031757和0.007min-1;分解速度常数分别为0.02622、0.02166和0.014925min-1。生成活化能为92.088kJ mol-1,分解活化能为24.101kJ mol-1。在秸秆水解制备葡萄糖的研究中,由于秸秆在纯水中的水解实验得到葡萄糖的产率很低。通过文献查阅和实验摸索了解到加入离子液体[AMIM]Cl能够提高产率等,因而尝试了加入离子液体[AMIM]Cl提高产率和加速水解。文中研究了反应温度和时间以及秸秆粉与离子液体的质量比三个因素。通过单因素实验分析得到最佳工艺条件:反应温度在180℃、秸秆粉与离子液体的质量比为0.5:5、反应时间100分钟,葡萄糖产率为29.1%。通过该工艺可以获得较高葡萄糖产率,缓解能源问题和解决秸秆利用率低以及环境污染的难题,应用前景广阔。
其他文献
研究了西瓜/葫芦嫁接体发育过程中砧木和接穗部分木质素含量及其代谢相关酶的活性变化.结果表明,嫁接体发育过程中木质素生物合成加快,砧木及接穗部分的过氧化物酶(POD)、过
从细裂亚菊全草的三元体系(V(石油醚):V(乙醚):V(甲醇)=1:1:1)提取物中,分离到8个化合物.通过波谱鉴定,被确定为芝麻素、松脂醇、蒿黄素、紫花牡荆素、5-羟基-3,4’,6,7-四甲
<正> 鲍桑葵的《美学史》是西方人第一部全面系统考察自己美学思想发展的专著,它给我们提供了在很大程度上言之凿凿的西方美学“信史”。鲍氏精通英、德、意、拉丁和希腊文,
<正> 莱昂·皮埃尔-坎在《普鲁斯特传》的开头把马赛尔同帕斯卡相比,就是说,把前者由纵情声色到幽居著书比作后者一夜之间抛弃世俗生活,“流着快乐的眼泪奉献于上帝”。只是
学习好、宣传好、贯彻好党的十九大精神,使之进教材、进课堂、进青年学生头脑,是思想政治理论课的重要任务。进一步把党的十九大精神融入思想政治理论课,需要悟透十九大精神,
中医基础理论是中医专业的入门课程,教学效果直接影响着学生对后续课程的学习。青年教师在该课教学中充分有效地利用板书与多媒体技术,通过不断提升自身的教学基本功使学生由
重点生态功能区是林业及生态建设的重点地区,关系和影响到今后内蒙古自治区林业及生态建设的发展方向,进行重点生态公益林监测、自治区几大沙地和几大沙漠沙化趋势监测、重点
校企共同体是校企双方以合作共赢为基础,以协议形式缔约建设的相互开放、相互依存、相互促进的利益实体,是校企合作的新型组织形式。通过走访调查分析校企共同体的“校中厂”
在这个举世瞩目的发生翻天覆地变化的时代,我们固然可以骄傲地展示"中国模式",我们自然也可以冷静地挖掘"中国经验",我们当然更可以谦和地洞悉"中国体验",在社会变迁中离真相
中学阶段的英语教学,主要培养学生的初步运用英语知识的能力,能进行日常的英语对话和交流,能阅读一段的英语读物和报刊杂志。要达到这一效果,只靠传统的方法来教、来学是很难