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蒸汽爆炸技术
蒸汽爆炸技术是一种利用蒸汽的高压和高温形成爆炸的技术。
在这种技术中，蒸汽被加热至超过其饱和温度和饱和压力，然后突然释放压力，导致蒸汽迅速膨胀和瞬间释放能量，产生爆炸效应。
蒸汽爆炸技术通常用于工业生产中的清洗、清理和研磨等领域。
其原理是利用蒸汽的高压能够迅速而彻底地清除污染物、沉积物或固体表面的杂质。
蒸汽被加热后，压力突然释放，蒸汽迅速膨胀，生成的动能和冲击力可以有效地将污染物或杂质从表面剥离或冲刷掉。
蒸汽爆炸技术具有高效、环保、无化学残留物等优点，被广泛应用于食品加工、化工、石油化工、电力等行业。
然而，蒸汽爆炸技术也存在一定的安全隐患，如果操作不当或设备失效，可能导致爆炸事故发生，造成人员伤亡和设备损坏。
因此，在使用蒸汽爆炸技术时，必须严格遵守相关安全规定和程序，确保设备的正常运行和操作人员的安全。
同时，定期的设备维护和检修也是确保蒸汽爆炸技术安全使用的重要措施。
蒸汽爆破预处理技术应用于秸秆厌氧发酵的技术经济分析随着全球对可持续能源的需求不断增长，秸秆厌氧发酵作为一种绿色能源技术，受到了越来越多的关注和发展。
然而，秸秆作为一种难以降解的生物质，其直接利用效率较低，需要进行预处理以增加厌氧发酵的产气率和稳定性。
蒸汽爆破预处理技术是一种广泛应用于生物质处理的方法，具有高效性、环保性等优势。
本文将从技术和经济两个方面对蒸汽爆破预处理技术应用于秸秆厌氧发酵的可行性进行分析。
一、蒸汽爆破预处理技术的原理和优势蒸汽爆破预处理技术是利用高温高压蒸汽对生物质进行处理，使得其纤维素和半纤维素分解产生出易于厌氧发酵的可溶性有机物。
该技术具有以下优势：1、高效性。
蒸汽处理能够在短时间内使得秸秆中的纤维素和半纤维素分解产生大量的可溶性有机物，提高了发酵的产气率和稳定性。
2、环保性。
该技术不需要使用化学药剂，不会产生污染物，对环境无害。
3、适用性强。
蒸汽处理适用于各种类型的生物质，同时可以对不同种类的生物质进行不同的处理方案，以达到最佳处理效果。
二、蒸汽爆破预处理技术在秸秆厌氧发酵中的应用蒸汽爆破预处理技术已经被广泛应用于秸秆厌氧发酵中。
其处理流程主要包括将秸秆经过机械粉碎后加入蒸汽处理器中，在高温高压的蒸汽环境下进行处理，处理后得到的秸秆被送入厌氧反应器进行发酵。
该处理流程具有高效性、环保性、稳定性等优势，可以大幅度提高秸秆的发酵效率和产气率。
另外，蒸汽爆破预处理技术还可以与其他预处理技术如碱处理、酸处理等结合使用，以达到更好的处理效果。
比如，在秸秆厌氧发酵中，将蒸汽处理和酸处理结合使用，可以在短时间内大幅度提高发酵的产气率和稳定性，进一步增加该技术在生物质处理中的应用范围。
三、蒸汽爆破预处理技术在秸秆厌氧发酵中的经济效益从经济效益方面考虑，秸秆厌氧发酵技术的应用可以减少能源的消耗，降低碳排放量，提高发酵产物的附加值。
同时，将蒸汽爆破预处理技术应用于秸秆厌氧发酵中，可以进一步提高发酵产气率和稳定性，降低发酵成本，进一步增加产生的经济效益。
蒸汽爆破蒸汽爆破即汽爆(Steam Explosion）,是应用蒸汽弹射原理实现的爆炸过程对生物质进行预处理的一种技术。
其技术本质为：将渗进植物组织内部的蒸汽分子瞬时释放完毕，使蒸汽内能转化为机械能并作用于生物质组织细胞层间，从而用较少的能量将原料按目的分解.由于其既避免了化学处理的二次污染问题,又解决了目前生物处理效率低的问题，是生物质转化领域最有前景的预处理技术。
中文名：蒸汽爆破外文名：Steam Explosion类型：自然现象发生对象：生物质，植物作用:结构重排主要介绍植物细胞中的纤维为木素所粘结，与高温、高压蒸汽作用下，纤维素结晶度提高，聚合度下降，半纤维素部分降解，木素软化，横向连结强度下降，甚至软化可塑，当充满压力蒸汽的物料骤然减压时,孔隙中的气剧膨胀，产生“爆破”效果,可部分剥离木素，并将原料撕裂为细小纤维。
可以认为，在蒸汽爆破过程中存在以下几方面作用：①类酸性水解作用及热降解作用：蒸汽爆破过程中，高压热蒸汽进入纤维原料中，并渗入纤维内部的空隙。
由于水蒸汽和热的联合作用产生纤维原料的类酸性降解以及热降解,低分子物质溶出，纤维聚合度下降。
②类机械断裂作用：在高压蒸汽释放时，已渗入纤维内部的热蒸汽分子以气流的方式从较封闭的孔隙中高速瞬间释放出来,纤维内部及周围热蒸汽的高速瞬间流动,使纤维发生一定程度上的机械断裂。
这种断裂不仅表现为纤维素大分子中的键断裂，还原端基增加,纤维素内部氢键的破坏，还表现为无定形区的破坏和部分结晶区的破坏。
③氢键破坏作用：在蒸汽爆破过程中，水蒸汽渗入纤维各孔隙中并与纤维素分子链上的部分羟基形成氢键。
同时高温、高压、含水的条件又会加剧对纤维素内部氢键的破坏，游离出新的羟基，增加了纤维素的吸附能力。
瞬间泄压爆破使纤维素内各孔隙间的水蒸汽瞬间排除到空气中，打断了纤维素内的氢键。
分子内氢键断裂同时纤维素被急速冷却至室温,使得纤维素超分子结构被“冻结”，只有少部分的氢键重组。
中草药加工5.4.1 麻黄空气蒸汽耦合汽爆破壁及麻黄碱的提取麻黄草是一味重要的中草药，在我国具有悠久的药用历史，多用于治疗风寒感冒、胸闷喘咳、风水肿、支气管哮喘等病症，其中起主要活性作用的成分是麻黄碱。
麻黄碱属苯异丙胺衍生物，可溶于水、乙醇、乙醚等溶剂中，因此可采用水提、醇提、醚提等方法。
传统的提取和精制方法是水煮、碱化、甲苯萃取、草酸萃取、脱色、精制等步骤，提取步骤繁多，复杂，提取率低。
麻黄草属草本植物，具有草本植物的纤维结构特点，细胞壁主要成分为纤维素、木质素、半纤维素，较适宜于汽爆。
汽爆能够破坏麻黄草的细胞壁，有望提高对麻黄碱的提取率。
5.4.1.1 麻黄草汽爆条件的确定传统的汽爆方式是植物原料在高压(0.8-3.4 MPa)、高温(180-240 ℃)介质下汽相蒸煮，而麻黄碱具有挥发性，在此条件下易随蒸汽挥发损失。
为避免如此剧烈的处理条件，陈洪章等采用先通入空气至一定压力，然后迅速通入蒸汽至设定压力的汽爆处理方法对麻黄草进行了处理。
麻黄草汽爆条件见表 4.4.1。
这种汽爆方法降低了蒸汽的温度，同时保持了汽爆时的压力。
另外，在相同的汽爆压力下，此方法所含的蒸汽较少，避免较多冷凝水。
麻黄汽爆后通过后续的提取工艺，确定较佳的汽爆参数。
表4.4.1 麻黄草汽爆条件汽爆条件温度样品(℃)通空气至压力为8 kg/cm2，然后迅速1号样通13 kg/cm2蒸汽，爆破处理3分钟通12 kg/cm2蒸汽，爆破处理3分钟2号样188通空气至压力为8 kg/cm2，然后迅速3号样通15 kg/cm2蒸汽，爆破处理3分钟对麻黄草及上述经过汽爆处理过的麻黄草进行浸取处理，草∶水=1∶8，浸取时间为70 min，浸取温度为90 ℃，浸取次数为一次，然后进行麻黄碱提取收率的测定。
图4.4.1 不同汽爆条件处理麻黄草后麻黄碱的提取收率从图4.4.1中可以得出：三种汽爆处理后麻黄草中麻黄碱的提取收率均比未汽爆的高，其中3号样最高为0.35%，占麻黄碱含量的33.65%。
生物质能工业我国能源短缺，随着经济的迅速发展和对环保标准要求的逐步提高，迫切需要开发新的、清洁的可替代能源。
在众多可能替代化石燃料的能源中，生物质以其可再生、产量巨大、可储存等优点而引人注目。
而且生物质能是唯一一种可以转换为清洁燃料的可再生能源，其利用技术和化石燃料的利用方式具有很大的兼容性，因此以生物质作为原料不但可以弥补化石燃料的不足，缓解过分依赖大量进口石油的被动局面，实现我国能源安全战略，而且达到保护生态环境的目的。
对于我国这样一个幅员辽阔的农业大国来说，单就农作物秸秆而言，年产量高达7亿多吨，相当于3.5亿吨标准煤。
但目前，如此巨大的秸秆资源非但没有得到有效利用，反而由于就地焚烧已成为我国一大社会公害。
因此，在我国开发利用秸秆生产燃料乙醇和裂解油既具有现实意义，又可推动我国甚至世界范围内以秸秆等农作物废弃物为代表的生物质生产液体燃料更上层楼。
虽然秸秆和木材同属于木质纤维素，都有纤维素、半纤维素和木质素组成（4：3：3），然而在结构和化学组成却有较大的差异，因而秸秆与木材的转化特性不相同。
在秸秆中各种组分的转化特性也不同的，其转化反应特性和转化产品也随着秸秆组分结构的不同而变化。
例如，秸秆生物转化过程主要利用的是秸秆中的纤维素，对木质素和半纤维素生物转化效率低，难于适应工业化的要求。
而秸秆快速热解得到的液体产物中含有大量的酸类（如乙酸）产品，木材热解则以醇类和酮类产品为主。
这表明，秸秆中纤维素、半纤维素和灰分影响了热解过程产生液体产物的品位。
为解决在秸秆转化过程中采用单一的生物或热转化方式存在的问题，应将生物转化技术与快速热解技术有机结合起来，避免在秸秆原料转化液体燃料研究上，套用或沿用木材的技术，传统的生物转化、热化学转化过程把秸秆作为性质“单一组分”的原料，致使其转化的技术经济关久攻不破，因此，为秸秆高效转化的根本出路在于其生物量的全利用，新的高效转化过程应该建立在秸秆组分分离后的分级定向转化以及转化过程间的集成优化原则之上。
蒸汽爆破蒸汽爆破即汽爆(Stｅam Ｅxplosion）,是应用蒸汽弹射原理实现的爆炸过程对生物质进行预处理的一种技术。
其技术本质为:将渗进植物组织内部的蒸汽分子瞬时释放完毕，使蒸汽内能转化为机械能并作用于生物质组织细胞层间，从而用较少的能量将原料按目的分解。
由于其既避免了化学处理的二次污染问题，又解决了目前生物处理效率低的问题,是生物质转化领域最有前景的预处理技术。
中文名：蒸汽爆破外文名:Steam Explｏsioｎ类型:自然现象发生对象:生物质，植物作用:结构重排主要介绍植物细胞中的纤维为木素所粘结,与高温、高压蒸汽作用下，纤维素结晶度提高，聚合度下降，半纤维素部分降解，木素软化，横向连结强度下降,甚至软化可塑,当充满压力蒸汽的物料骤然减压时，孔隙中的气剧膨胀，产生“爆破”效果,可部分剥离木素，并将原料撕裂为细小纤维。
可以认为,在蒸汽爆破过程中存在以下几方面作用：①类酸性水解作用及热降解作用：蒸汽爆破过程中,高压热蒸汽进入纤维原料中，并渗入纤维内部的空隙。
由于水蒸汽和热的联合作用产生纤维原料的类酸性降解以及热降解,低分子物质溶出，纤维聚合度下降。
②类机械断裂作用:在高压蒸汽释放时，已渗入纤维内部的热蒸汽分子以气流的方式从较封闭的孔隙中高速瞬间释放出来，纤维内部及周围热蒸汽的高速瞬间流动，使纤维发生一定程度上的机械断裂。
这种断裂不仅表现为纤维素大分子中的键断裂，还原端基增加，纤维素内部氢键的破坏，还表现为无定形区的破坏和部分结晶区的破坏。
③氢键破坏作用：在蒸汽爆破过程中，水蒸汽渗入纤维各孔隙中并与纤维素分子链上的部分羟基形成氢键。
同时高温、高压、含水的条件又会加剧对纤维素内部氢键的破坏，游离出新的羟基,增加了纤维素的吸附能力。
瞬间泄压爆破使纤维素内各孔隙间的水蒸汽瞬间排除到空气中,打断了纤维素内的氢键。
分子内氢键断裂同时纤维素被急速冷却至室温，使得纤维素超分子结构被“冻结”,只有少部分的氢键重组。
5.9造纸工业5.9.1 木材纤维蒸汽爆破制浆蒸汽爆破法制浆是把经预浸处理后的木片装入蒸煮锅中、通入蒸汽在高温高压下蒸煮，使其软化、然后瞬时降压使浆喷出。
爆破法制浆的流程如下：木片制备[平均尺寸20mm×12mm×（2-3）mm]化学预浸（液化1：4，温度60℃，时间22h）高温汽蒸释压爆破磨浆影响蒸汽爆破法制浆性质的主要是预浸条件、蒸汽压力及温度。
预浸使纤维发生一定的润胀，纤维变得柔软，有利于爆破时不受或少受机械损伤。
汽蒸时的高压饱和蒸汽使润胀加速。
爆破时、润胀的木片撞击在集料的罐壁上、导致纤维内部细纤维化和部分解离。
因此可以生产出柔韧的纤维、有利于磨浆能耗的降低和纸页抗张强度的提高。
预浸渍的条件和所用化学药品对浆的性质有很大影响。
一般是在室温、真空条件下进行的。
常用的化学药品是Na2SO3和NaOH，Na2SO3既起抗氧化剂的作用，又使纤维表面的亲水基团数目增加，有利于纸页强度的提高。
氢氧化钠是极好的润滑剂。
Na2SO3中加入少量NaOH使纸页的强度明显提高，磨浆能耗大大减少，但白度、不透明度降低。
蒸煮温度和爆破压力的提高有与延长保压时间相同的效果。
压力越高，爆破时纤维受损机会越大，对纸浆强度不利，故蒸煮温度与爆破压力并不是越高越好。
Law和Bi对爆破机理进行了较为深入的研究，采用原料为黑云杉，制成木片规格为：纵向×弦向×径向＝0.5cm×0.5cm×2.0cm，蒸煮温度分别为170℃、190℃、200℃。
通过外部观察，用亚硫酸钠处理的木片，在170℃爆破后无明显分离现象，190℃时仅发生部分纤维分离，只有在200℃爆破后纤维分离才较为明显。
显微镜观察表明，爆破释放料引起的纤维分离主要发生在胞间层，纤维本身几乎没有遭受损失。
为提高纤维的解离和纤维内部细纤维化的可能性，必须采用化学药品，同时要有足够高的温度。
研究还发现，黑云杉木片在上述条件下并没有发生所谓的“爆米花”现象，这是由于木材是由多孔的纤维构成。
5.9造纸工业5.9.1 木材纤维蒸汽爆破制浆蒸汽爆破法制浆是把经预浸处理后的木片装入蒸煮锅中、通入蒸汽在高温高压下蒸煮，使其软化、然后瞬时降压使浆喷出。
爆破法制浆的流程如下：木片制备[平均尺寸20mm×12mm×（2-3）mm]化学预浸（液化1：4，温度60℃，时间22h）高温汽蒸释压爆破磨浆影响蒸汽爆破法制浆性质的主要是预浸条件、蒸汽压力及温度。
预浸使纤维发生一定的润胀，纤维变得柔软，有利于爆破时不受或少受机械损伤。
汽蒸时的高压饱和蒸汽使润胀加速。
爆破时、润胀的木片撞击在集料的罐壁上、导致纤维内部细纤维化和部分解离。
因此可以生产出柔韧的纤维、有利于磨浆能耗的降低和纸页抗张强度的提高。
预浸渍的条件和所用化学药品对浆的性质有很大影响。
一般是在室温、真空条件下进行的。
常用的化学药品是Na2SO3和NaOH，Na2SO3既起抗氧化剂的作用，又使纤维表面的亲水基团数目增加，有利于纸页强度的提高。
氢氧化钠是极好的润滑剂。
Na2SO3中加入少量NaOH使纸页的强度明显提高，磨浆能耗大大减少，但白度、不透明度降低。
蒸煮温度和爆破压力的提高有与延长保压时间相同的效果。
压力越高，爆破时纤维受损机会越大，对纸浆强度不利，故蒸煮温度与爆破压力并不是越高越好。
Law和Bi对爆破机理进行了较为深入的研究，采用原料为黑云杉，制成木片规格为：纵向×弦向×径向＝0.5cm×0.5cm×2.0cm，蒸煮温度分别为170℃、190℃、200℃。
通过外部观察，用亚硫酸钠处理的木片，在170℃爆破后无明显分离现象，190℃时仅发生部分纤维分离，只有在200℃爆破后纤维分离才较为明显。
显微镜观察表明，爆破释放料引起的纤维分离主要发生在胞间层，纤维本身几乎没有遭受损失。
为提高纤维的解离和纤维内部细纤维化的可能性，必须采用化学药品，同时要有足够高的温度。
研究还发现，黑云杉木片在上述条件下并没有发生所谓的“爆米花”现象，这是由于木材是由多孔的纤维构成。
概述1.1.1蒸汽爆破技术的特点蒸汽爆破预处理是近年来发展起来的一种的预处理方法。
原料用蒸汽加热至180-235℃,维压一定时间，在突然减压喷放时，产生二次蒸汽，体积猛增，受机械力的作用，其固体物料结构被破坏。
蒸汽爆破法技术最早始于1926年，当时为间歇法生产，主要是用于生产人造纤维板。
从70年代开始，此项技术也被广泛用于动物饲料的生产和从木材纤维中提取乙醇和特殊化学品。
80年代后，此项技术有很大的发展，使用领域也逐步扩大，出现了连续蒸汽爆破法生产技术及设备，即加拿大Stake Technology公司开发的连续蒸汽爆破法工艺及设备，并产生许多专利。
80年代后期，Stake Technology 公司，将此项技术应用于制浆造纸领域，它与加拿大魁北克大学共同研究，首先对杨木、后对许多非木材纤维原料进行了大量的蒸汽爆破试验，取得很好的效果。
在此基础上，开发研制了蒸汽爆破制浆技术和设备，并在制浆废液用于生产动物饲料技术方面也有深入的研究。
蒸汽爆破的几个优点可归纳如下：（1）可应用于各种植物生物质，预处理条件容易调节控制。
（2）半纤维素、木质素和纤维素三种组分会在三个不同的流程中分离，分别为水溶组分、碱溶组分和碱不溶组分。
（3）纤维素的酶解转化率可达到理论最大值。
（4）经过蒸汽处理后的木质素仍能够用于其他化学产品的转化。
（5）半纤维素产生的糖可以被全利用，转化为液体燃料。
（6）汽爆过程中产生的发酵抑制物可通过控制汽爆条件而大大降低。
该预处理方法适用于硬木、软木、农业废弃物，如蔗渣、麦草、稻草、玉米秸杆和其他非纤维素原料等各种植物生物质，而且正在这方面发挥越来越大的作用。
汽爆的缺点是：原料经汽爆后相对密度降低，体积增大，产生的发酵抑制物需要水洗去除。
1.1.2蒸汽爆破技术的主要内容蒸汽爆破技术应用领域不断扩大，其研究内容也不断扩大。
蒸汽爆破技术的实施要有相应的配套设备，因此蒸汽爆破设备的研发是该技术的主要研究内容之一，性质相似的原料可通用相同的设备，对某些特殊的原料则需要特殊的汽爆设备。
蒸汽弹射爆破YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】蒸汽爆破蒸汽爆破即汽爆（Steam Explosion），是应用蒸汽弹射原理实现的爆炸过程对生物质进行预处理的一种技术。
其技术本质为：将渗进植物组织内部的蒸汽分子瞬时释放完毕，使蒸汽内能转化为机械能并作用于生物质组织细胞层间，从而用较少的能量将原料按目的分解。
由于其既避免了化学处理的二次污染问题，又解决了目前生物处理效率低的问题，是生物质转化领域最有前景的预处理技术。
中文名：蒸汽爆破外文名：Steam Explosion类型：自然现象发生对象：生物质，植物作用：结构重排主要介绍植物细胞中的纤维为木素所粘结，与高温、高压蒸汽作用下，纤维素结晶度提高，聚合度下降，半纤维素部分降解，木素软化，横向连结强度下降，甚至软化可塑，当充满压力蒸汽的物料骤然减压时，孔隙中的气剧膨胀，产生“爆破”效果，可部分剥离木素，并将原料撕裂为细小纤维。
可以认为，在蒸汽爆破过程中存在以下几方面作用：①类酸性水解作用及热降解作用：蒸汽爆破过程中，高压热蒸汽进入纤维原料中，并渗入纤维内部的空隙。
由于水蒸汽和热的联合作用产生纤维原料的类酸性降解以及热降解，低分子物质溶出，纤维聚合度下降。
②类机械断裂作用：在高压蒸汽释放时，已渗入纤维内部的热蒸汽分子以气流的方式从较封闭的孔隙中高速瞬间释放出来，纤维内部及周围热蒸汽的高速瞬间流动，使纤维发生一定程度上的机械断裂。
这种断裂不仅表现为纤维素大分子中的键断裂，还原端基增加，纤维素内部氢键的破坏，还表现为无定形区的破坏和部分结晶区的破坏。
③氢键破坏作用：在蒸汽爆破过程中，水蒸汽渗入纤维各孔隙中并与纤维素分子链上的部分羟基形成氢键。
同时高温、高压、含水的条件又会加剧对纤维素内部氢键的破坏，游离出新的羟基，增加了纤维素的吸附能力。
瞬间泄压爆破使纤维素内各孔隙间的水蒸汽瞬间排除到空气中，打断了纤维素内的氢键。
概述蒸汽爆破预处理是近年来发展起来的一种的预处理方法。
原料用蒸汽加热至180-235℃,维压一定时间，在突然减压喷放时，产生二次蒸汽，体积猛增，受机械力的作用，其固体物料结构被破坏。
蒸汽爆破法技术最早始于1926年，当时为间歇法生产，主要是用于生产人造纤维板。
从70年代开始，此项技术也被广泛用于动物饲料的生产和从木材纤维中提取乙醇和特殊化学品。
80年代后，此项技术有很大的发展，使用领域也逐步扩大，出现了连续蒸汽爆破法生产技术及设备，即加拿大Stake Technology公司开发的连续蒸汽爆破法工艺及设备，并产生许多专利。
80年代后期，Stake Technology 公司，将此项技术应用于制浆造纸领域，它与加拿大魁北克大学共同研究，首先对杨木、后对许多非木材纤维原料进行了大量的蒸汽爆破试验，取得很好的效果。
在此基础上，开发研制了蒸汽爆破制浆技术和设备，并在制浆废液用于生产动物饲料技术方面也有深入的研究。
蒸汽爆破的几个优点可归纳如下：（1）可应用于各种植物生物质，预处理条件容易调节控制。
（2）半纤维素、木质素和纤维素三种组分会在三个不同的流程中分离，分别为水溶组分、碱溶组分和碱不溶组分。
（3）纤维素的酶解转化率可达到理论最大值。
（4）经过蒸汽处理后的木质素仍能够用于其他化学产品的转化。
（5）半纤维素产生的糖可以被全利用，转化为液体燃料。
（6）汽爆过程中产生的发酵抑制物可通过控制汽爆条件而大大降低。
该预处理方法适用于硬木、软木、农业废弃物，如蔗渣、麦草、稻草、玉米秸杆和其他非纤维素原料等各种植物生物质，而且正在这方面发挥越来越大的作用。
汽爆的缺点是：原料经汽爆后相对密度降低，体积增大，产生的发酵抑制物需要水洗去除。
蒸汽爆破技术应用领域不断扩大，其研究内容也不断扩大。
蒸汽爆破技术的实施要有相应的配套设备，因此蒸汽爆破设备的研发是该技术的主要研究内容之一，性质相似的原料可通用相同的设备，对某些特殊的原料则需要特殊的汽爆设备。
由于所有蒸汽爆破工艺的共同点是短时蒸煮和高压爆破，因此蒸汽爆破过程的原理是所有工艺的共同研究内容。
不同物料的结构和性质不同，在处理中的变化不一致，因此物料汽爆前后的具体变化也是蒸汽爆破技术的主要研究内容之一。
如对蒸汽爆破法制浆主要研究不同制浆原料，包括不同软木、不同硬木、不同秸秆、废纸等的预浸处理工艺（添加或不添加化学试剂、添加化学试剂的量、预浸时间、温度、压力等），不同原料的蒸汽爆破过程（蒸汽压力、温度、维压时间、动力学研究等），不同原料蒸汽爆破前后的变化和蒸汽爆破的机理（包括原料纤维的聚合度、结晶度、超微结构如纤维骨架的变化、胞间层分离状况、半纤维素和木质素的变化、各种化学连接键的断裂和形成等等），不同原料蒸汽爆破后的制浆效果（包括纸浆的得率、强度、可漂性等）以及不同原料蒸汽爆破处理的经济性分析。
蒸汽爆破技术的研究内容除了上述的共性研究外，会随不同的用途有所侧重，如对蒸汽爆破法制备饲料，则主要是研究饲料汽爆前后的毒性、适口性、可消化性、经济性；对于蒸汽爆破法预处理发酵固体物料，则主要研究汽爆前后物料的发酵效果、发酵动力学变化和原因分析等。
总之，蒸汽爆破技术应包括不同固体物料蒸汽爆破作用原理及其组分分离机制、固体物料蒸汽爆破工艺、蒸汽爆破固体物料的应用和蒸汽爆破设备等。
蒸汽爆破技术最早由Mason发明并用于制浆过程，称为Maonite 法。
他采用蒸汽作为操作流体，在压力6.9Mpa 和温度558k时把废材变成适合生产建筑纸板的纸浆。
目前蒸汽爆破技术用于制浆已经工业化，成为该技术应用最广，研究最为深入的一个领域。
在Masonite工艺基础上，人们对蒸汽爆破制浆进行了大量的改进。
其中的Stake和Kokta方法都是先预浸物料（这一点是Masonite 工艺所没有的），然后在高温高压下短时汽蒸，最后爆破。
不同之处是，前者在更高的压力（后期压力约3Mpa）下连续爆破作业（每4分钟喷放一次），木质素处于流动状态，有利于纤维分离。
值得指出的是，迄今为止Stake工艺（图1.1）发展最为成熟，它涉及到的半纤维素自动水解概念，即木材一经蒸煮，其中半纤维素水解形成有机酸游离出来并对木材主要组分的分级起催化作用。
其它重要的爆破工艺还有Iotech 和Siropulper ，它们主要用于木材利用的前处理。
短时蒸煮，高压爆破是所有工艺的共同点，也是蒸汽爆破技术制浆不同于其它制浆方法的地方。
目前除了采用蒸汽和惰性气体加压的工艺外，有些研究还采取了别的一些加压方式，如注入SO 2、NH 3或CO 2+H 2O 等，都取得了良好的效果。
蒸汽爆破技术引向纸浆生产和废纸处理后的研究成果极其令人注目。
以蔗渣、稻草、麦草、玉米秸秆、麻皮/杆、竹子和废纸脱墨为对象的研究表明，草类爆破浆得率高强度好能耗低。
蔗渣爆破浆强度较好，磨浆能耗与化学机械浆（CMP ）相当但比化学预热机械浆（CTMP ）得多，得绿（71.7%）和白度较低，但漂白性能良好。
蒸煮温度或压力对浆料得率和断裂长影响较大但对撕裂度影响甚小。
非木材浆得率较低的原因，Mamers 等认为是洗涤损失。
Kokta 等对阔叶木、针叶木和它们的混合材进行了爆破浆的大量研究。
试验多数用Na 2SO 3作为主要预浸药剂在Stake-tech 间歇反应器中进行，温度范围是190-200℃，其中还包括N 2加压和半工业化试验。
主要结论归纳如下：爆破浆得率高（90%以上），与常规化学机械浆（CMP/CTMP ）比较，强药品用量 Na 2SO 3/NaOH8-20/1%预浸温度 60℃预浸时间 12-48 h 蒸煮温度 60℃ 蒸煮时间 1-4 min 后期爆破压力~3Mpa度性能良好，接近KP浆，磨浆能耗更低（减少40-60%），白度和不透明度稍低，但漂白性能良好而且返黄率低。
对于蒸汽爆破浆显著提高纸浆强度并降低磨浆能耗的结论，KOkta 的解释是，用高于木素软化点（153-186）的温度和高压处理木片令其软化后再爆破解离，一方面有利于达到同一游离度时降低能耗，另一方面磨浆能耗降低，切断减少，有助改善浆的质量。
Chaudhuri的研究也支持这个观点。
但是，Law关于黑云杉爆破浆的研究却得出了不同结论：蒸汽爆破后纤维从胞减层分离且无明显损伤，只有在较高的温度（>200℃）和较长的蒸煮时间（9min）下，爆破浆的磨浆能耗和强度性能才有可能显示出优越性。
由此引发了一场关于“黑云杉是否适合爆破制浆”的争论。
Law等人后来的研究又认为，蒸汽爆破处理并不能使纤维分离，纤维束的形成只不过是喷放口和收集槽机械碰撞作用于高度软化木片的结果；与常规化学机械浆比较，爆破浆撕裂度增加，但磨浆能耗并不降低，得率也下降。
Heitner也得到了类似结论，一致否认了爆破浆与常规CMP/CTMP比较能耗大减和质量剧增一说。
Heitner还认为爆破浆磨浆能耗仅是得率的函数，这一点同Kokta认为的磨浆能耗是但不仅是得率的函数的试验结论又相抵触。
争论促进了对蒸汽爆破技术在制浆方面更细致的研究。
人们发现在高温（>200℃）汽蒸过程中，水解速度较磺化速度更快以致很难保持90%以上的高得率；相同得率下，汽爆浆比CMP离子含量低得多，或者说离子含量相当时，爆破浆得率较低。
Heitner和Law甚至还认为，只有当浆中总离子含量达到150-180mmol/kg时，化学处理对CMP和爆破浆浆料性能影响的差别才比较明显；无论是阔叶木还是针叶木，浆中总离子含量越低，磨浆阻力越大。
但是，研究者早已在预浸处理问题上达成一致，从理论上讲，主要预浸药剂Na2SO3既起到抗氧化作用，又磺化木素使纤维表面亲水基团数量增加；添加少量NaOH既有助于木片润胀，又能避免或减轻酸性水解的发生，因此Na2SO3/NaOH的预浸匹配是合理的。
蒸汽爆破技术在制造预水解将和木材综合利用方面受到的重视和起的作用越来越大。
蒸汽爆破技术已经广泛用于动物饲料加工，尤其是草食动物粗饲料的加工。
刘东波等用小鼠对汽爆秸秆的饲用安全性进行测试，通过急性毒性试验、小鼠骨髓细胞微核试验、小鼠骨髓细胞染色体畸变试验和鼠伤寒沙门氏菌营养缺陷回复突变试验证明，秸秆汽爆后安全无毒，可以作为动物饲料，消化率大大提高，汽爆后产生的寡糖糖可以作为动物肠道有益菌双歧杆菌和乳酸杆菌的碳源和生长因子，可促进动物肠道有益菌群的增殖，阻止病原菌定植，刺激免疫反应，增强动物免疫机能，具有益生素的功能。
目前利用蒸汽爆破技术加工动物饲料已经达到工业化。
利用蒸汽爆破技术处理秸秆后，进行同步糖化发酵制备燃料酒精，已经成为目前研究的主要内容之一。
秸秆经过蒸汽爆破之后，其酶解率可达80-90%，比未经汽爆的秸秆酶解率提高了60-70%。
蒸汽爆破法处理木质纤维原料的机理既是研究的重点，又是研究的难点。
植物纤维原料主要是由纤维素、半纤维素和木质素构成。
研究表明，半纤维素在汽蒸过程中迅速水解为低分子酸类碎片，木质素在高温高压下软化并发生一定程度的降解，纤维素则较少降解并保持其结晶性。
稻麦草、蔗渣和杨木爆破浆纤维形态和表面结构的电镜观察认定，纤维在胞间层分离，纤维骨架发生了润胀，并且木素溶后在纤维表面发生凝聚和再分布。
木质素降解主要是由β-O-4醚键的均裂造成的，定量化分析表明，木素结构中60%的β-醚键在汽蒸中发生断裂，其中包括羟基的减少，羰基、α，β-不饱和键和C-C键的形成。
在纤维素超微结构方面，X-射线衍射和核磁共振（NMR）对比研究表明，纤维素结晶度和微细纤维宽度都明显增加，这可能是纤维素分子重新定向排列导致无定形区转化的结果。
上述大多是针对木材，仍然是先用化学药品预处理木片，在进行爆破。
这样，仍然需加入大量化学药品，造成环境污染。
笔者基于秸秆与木材在化学组成和结构差异，提出对秸秆不加任何化学药品的低压汽爆技术。
我们利用汽爆技术开发出了清洁制浆、大麻清洁脱胶、秸秆制备腐植酸和活性低聚木糖等新一系列创新方法，并研制出3 M3和5 M3具快开门口的汽爆罐[6]，申请了多项国家发明专利。
由于汽爆过程中不添加任何化学药品，消除了污染源；在汽爆过程中所降解的半纤维素，可使之资源化，生产高附加值的双歧生长因子。
因此，从根本上解决汽爆的污染问题。
大幅度降低了生产成本。
目前无污染汽爆技术在秸秆综合利用、烟草加工、造纸工业、中草药提取和麻纤维清洁脱胶等行业应用前景广阔。
另外，天然固体物料一般是多组分混合或按照一定结构组成物料，也称之固相多组分物料。
包括木质纤维素原料（木材、秸秆）、动物废弃物（废弃羊毛、皮革碎料等）、中草药原料、丝茧、固体垃圾等。
如要清洁利用这些固相多组分物料，必须从原料结构组分清洁分离入手，才能实现这些物料循环高效利用，单一利用其中一种组分，其他组分不能有效分离，就会造成二次环境污染问题。
