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木质纤维素原料主要组分的有效分离是农林业废弃物定向、高值、高效、绿色转化的前提。本论文以蒸汽爆破技术为核心,研究了稀硫酸前处理、含水量和无机盐添加对蒸汽爆破实现玉米芯三素分离的影响,以建立玉米芯三素的高效分离技术体系,为实现玉米芯组分的定向、高值转化提供一条切实可行的技术路线。主要研究内容及结论如下:(1)采用固液比1:5、121℃处理30min的条件,研究了 0-1.0%稀硫酸前处理对蒸汽爆破玉米芯组分分离的影响。结果表明,0.1%稀硫酸前处理可以显著提高玉米芯三素分离效果。经0.1%稀硫酸前处理和蒸汽爆破后,半纤维素降解率和回收率分别达到了 83.02%和82.64%,比对照组分别提高了 20.7%和45.65%;玉米芯浸提残渣经纤维素酶解后葡萄糖和总糖浓度分别达到68.18和81.84 g/L,较对照分别提高了 22.6%和18.71%;玉米芯纤维素回收率和蒸汽爆破玉米芯纤维素残渣的转化率分别达到63.36%和78.14%,较对照分别提高了8.92%和 14.02%。(2)水分是蒸汽爆破的唯一作用介质,水分含量通过影响材料溶胀和蒸汽渗透而影响蒸汽爆破的效果。结果表明,含水量为60%时半纤维素的回收率最高,达到80.13%;含水量为20%时玉米芯纤维素回收率和浸提残渣纤维素转化率均达到最大,分别为63.84%和83.1%。(3)蒸汽爆破前用一定浓度的 Fe(NO3)3、FeCl3、NH4Cl、Fe2(SO4)3、NaCl、CaCl2、(NH4)2C2O4等无机盐溶液(每100 g玉米芯中添加60 mL无机盐溶液)浸润玉米芯可以显著提高蒸汽爆破对玉米芯半纤维素的降解效果,其中Fe(N03)3、FeCl3和NaCl处理中半纤维素的降解率分别达到94.61%、94.06%和89.79%,比对照分别提高了 12.43%、11.78%和6.7%;以半纤维素回收率为评价标准,对Fe(NO3)3、FeCl3和NaCl的最佳使用浓度进行优化,结果表明,NaCl和FeCl3能显著提高半纤维素及纤维素的回收率,当使用浓度分别为0.3 M和0.05 M时,半纤维素的回收率分别达到最高为96.9%和89.21%,比对照组提高了 45.96%和34.37%;此时玉米芯残渣中纤维素的转化率分别为89.53%和93.69%,比对照提高10.35%和15.5%;玉米芯纤维素的回收率分别为82.85%和81.71%,比对照提高4.95%和3.5%,而Fe(NO3)3的催化则不利于纤维素的回收。(4)本文以蒸汽爆破技术为核心,优化了蒸汽爆破稀硫酸前处理、蒸汽爆破含水量和无机盐辅助蒸汽爆破的条件,最终使半纤维素的降解率由单独蒸汽爆破的68.78%提高到92.85%-98.13%,半纤维素的回收率由56.74%提高到80.39%-96.9%;纤维素的回收率由52.41%提高到72.71%-83.02%,最终形成了一套玉米芯组分高效分离的工程技术体系,如下: