秸秆原料预处理方法研究进展

秸秆制浆可行性研究报告秸秆是指水稻、小麦、玉米等作物收割后余下的植物秸秆，是农作物的副产品。

由于秸秆数量庞大、造成污染和浪费资源的问题日益突出，对秸秆进行综合利用是当前亟待解决的问题。

其中，秸秆制浆是一种将秸秆作为原料，通过一系列的工艺流程将其转化为浆料的技术。

本研究旨在探讨秸秆制浆的可行性，并对其技术、经济、环境等方面进行深入分析。

二、秸秆制浆技术概述秸秆制浆技术是一种将秸秆进行化学处理和物理操作，最终得到浆料的过程。

主要包括秸秆的预处理、化学浆化、机械碎解、浆料的提取等步骤。

其中，化学浆化是将秸秆中的纤维素和木质素等成分进行有效分离的关键步骤，而机械碎解则是将化学浆化后的秸秆进行细化处理，使之成为可用于造纸和纤维板行业的浆料。

秸秆制浆技术的优势在于可以有效利用农作物秸秆资源，减少对木材资源的依赖，降低浆料生产的成本，同时还能减少农作物秸秆的露天焚烧和堆放，从而减轻环境污染和资源浪费问题。

然而，秸秆制浆技术也存在着一系列的挑战，包括原料收集和储存问题、化学浆化及机械碎解工艺的改进等。

三、秸秆制浆技术的发展现状近年来，国内外对于秸秆制浆技术的研究逐渐受到关注。

在国内，各地农村秸秆资源丰富，但对其的综合利用程度较低。

然而，一些省份开始尝试利用秸秆制浆技术，例如湖北省、湖南省等地建设了秸秆制浆厂，示范出了一定的经济效益。

同时，国外一些发达国家也在秸秆制浆技术上进行了大量的研究及应用，如加拿大、澳大利亚等。

秸秆制浆技术的发展现状虽取得了一定的进展，但在工艺技术、设备技术、市场推广等方面依然存在较大挑战。

本研究将从技术、经济、环境等方面对秸秆制浆技术的可行性进行深入分析。

四、秸秆制浆技术的技术可行性分析1. 秸秆原料的可获得性秸秆是一种易于获得的农作物副产品，其资源分布广泛、数量庞大，是农作物的生产副产品。

因此，秸秆原料的可获得性是秸秆制浆技术的一个重要优势。

在我国，农村地区的秸秆积累较为严重，大量秸秆无法得到有效利用，造成了资源浪费和环境污染。

棉花秸秆生产燃料乙醇的预处理技术研究概述摘要乙醇是一种很有希望替代有限石油的燃料。

我国目前燃料乙醇生产的主要原料是陈化粮，但我国陈化粮可用于燃料乙醇生产的量十分有限。

棉花秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素和其它灰分等组成，经过预处理、发酵和脱水可生成燃料乙醇，在能源急剧短缺的今天，丰富而又可再生的棉花秸秆已经备受关注。

纤维质材料的预处理是转化乙醇过程中的关键步骤，该步骤的优化可明显提高纤维素的水解率，进而降低乙醇的生产成本。

本文总结了纤维质材料预处理的各种方法，对各种方法的优缺点进行了综述和分析，并对生物质预处理技术发展的前景进行了展望。

关键词：棉花秸秆；预处理；生物乙醇RESEARCH ON PRETREATMENT OF COTTON STALK FORBIOETHANOL PRODUCTIONABSTRACTEthanol is promising alternative energy source for the limited crude oil. Ethanol mainly comes from aged grain in our country.However, the aged grain which is used to produce ethanol is lim-ited. Cotton stalk is composed of cellulose, hemicellulose, lignin and solvent extractives. Ethanol can be obtained by pretreatment, fermentation and dehydration of cotton stra-w. In the current circumstances of energy shortage, abundant and renewable cotton str-aw has caused widespread concern.Petreatment, the critical technology for transformation of lignocellulosic materials to ethanol, can significantly enhance the hydrolysis of cellulose, and then reduce the cost of ethanol production. Progress in research and development of pretreatment is re-viewed in this paper, and the advantages and disadvantages of different methods of pretreatment a-re summarized and analyzed in detail. The prospect of pretreatment is also discussed.KEY WORDS: Cotton stalk; Pretreatment; Bioethanol第一章文献综述1.1 前言能源是当今社会赖以生存和发展的基础。

一、玉米秸秆预处理实验（因素：固液比、温度、时间、浓度）
1.物理处理（1g玉米秸粉+20ml buffer）固液比：1：20
高温处理121℃20min 40min 60min
2.化学处理（2g玉米秸粉+40ml buffer）
1）1%NaOH 0.5%NaOH 1%H2SO4 0.25%H2SO4
1h 2h 4h
2)氨水处理（2g玉米秸粉+40ml buffer）
1% 2% 5%NH3.H2O
50℃8h 16h 24h 36h 48h
注：buffer配制0.02mol/L NaCOOH+0.02mol/L HCOOH (pH 4.8)
处理完成后离心取上清测葡萄糖浓度，沉淀置于培养皿中烘箱烘干实验结果
以较好结果的测其成分（高效液相色谱法）
由结果葡萄糖产率高的重复
3）72%硫酸处理实验
0.5g/0.1g/0.2g玉米秸粉+5ml72%硫酸室温放置2.5h 摇晃
↓
181.7ml蒸馏水121℃1h
↓
Ba（OH）2调制中性（试纸检验）
↓
1ml上清12000r/m 10min
↓
200ul上清+800ul超纯水
↓
高效液相色谱测成分（葡萄糖、木糖）
4）生物处理
摇瓶糖化实验（酶处理）每个做两个平行
1g玉米秸粉（400种）+20ml buffer+35ul糖化酶+叠氮钠（抑菌作用）
↓
50℃恒温摇床120rpm 3day
↓
↓
取2ml样品4℃冰箱存放
结果处理：①取1ml上清12000rpm/min 10min
取上清50ul+200ul纯水液相测成分
②用生化分析仪测葡萄糖浓度。

稻草秸秆预处理方法对绿色木霉产纤维素酶的研究孙宪迅;孙宪猛;韩雪;孙齐英【摘要】以稻草秸秆为原料,采用不同质量分数的磷酸、氨水、磷酸与氨水联合浸泡处理等方法对稻草桔秆进行预处理,预处理后稻草用于纤维素酶固态发酵.以羧甲基纤维素酶(CMC)酶活和滤纸酶(FPA)酶活为指标,比较不同预处理方法对绿色木霉(Trichoderma viride)固态发酵产纤维素酶的影响.研究结果表明,磷酸与氨水联合预处理秸秆最有利于绿色木霉固态发酵产纤维素酶,羧甲基纤维素酶(CMC)酶活和滤纸酶(FPA)酶活分别是未处理的283.25％和174.38％.【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2014(053)018【总页数】4页(P4387-4390)【关键词】稻草秸秆;绿色木霉(Trichoderma viride);固态发酵;纤维素酶【作者】孙宪迅;孙宪猛;韩雪;孙齐英【作者单位】江汉大学生命科学学院,武汉430056;湖北省豆类/蔬菜植物工程技术研究中心,武汉430056;湖北省国有林场工作站,武汉430073;江汉大学生命科学学院,武汉430056;江汉大学生命科学学院,武汉430056;湖北省豆类/蔬菜植物工程技术研究中心,武汉430056【正文语种】中文【中图分类】TS254.9近年来，由于化石能源枯竭和大量使用带来的温室效应，可再生资源的开发利用日益受到人们重视［1，2］。

稻草是一种非常丰富的可再生能源，利用稻草秸秆生产纤维素酶，对纤维乙醇的生产有重要的现实意义［3，4］。

稻草秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中木质素的包覆作用及纤维素结晶致密结构使各种菌株产酶活力低，成本高。

采用物理、化学和生物方法对稻草进行预处理，尽量除去木质素，破坏纤维素的晶体结构，提高纤维素酶的活力［5］。

通常的预处理方法往往以预处理产糖或者后续酶解率为考核指标，而预处理方法对微生物利用产酶的研究报道很少［6－11］。

秸秆的化学预处理技术与微生物降解条件探索的开题报告1. 题目秸秆的化学预处理技术与微生物降解条件探索2. 研究背景随着社会的发展，农业生产与农村经济的发展中产生的秸秆越来越多，这些秸秆如果不得到有效利用将会给环境带来严重污染。

因此，研究秸秆的高效利用成为了当前的一个热点领域。

其中，秸秆的化学预处理技术和微生物降解条件成为了该领域的重要研究方向。

化学预处理技术是指在秸秆进行生物分解前，通过一系列的化学反应使其在结构上发生改变，增加其易于微生物降解的程度。

目前，生物质的化学预处理技术主要包括物理法、化学法和生物法三种。

其中，化学法对生物质的改性效果最为显著。

微生物降解是指利用微生物的生物学反应将秸秆转化为高降解性的有机物，从而实现生物能源产生。

在微生物降解秸秆的过程中，需要考虑到微生物的种类和环境条件等因素。

3. 研究目的和意义本研究的目的是探索秸秆的化学预处理技术与微生物降解条件，以实现秸秆的高效利用。

具体来说，本研究的主要目标包括：1. 研究不同化学预处理技术对秸秆结构和生物降解性的影响，确定最佳预处理条件。

2. 研究不同微生物对秸秆的降解效果，筛选出适合秸秆降解的微生物菌种。

3. 探索最适合微生物生长和秸秆降解的环境条件，包括温度、pH值、有机物浓度等。

4. 建立秸秆的高效降解模式，为生物质能源的开发提供技术支持。

研究的意义在于推动秸秆的高效利用和资源化，减少农业生产和农村环境的污染，为可持续农业和可持续发展做出贡献。

4. 研究方法和步骤本研究采用实验室试验和数学模型的相结合的方式进行。

1. 实验室试验。

在实验室中，通过对不同化学预处理技术的对比试验，确定最佳预处理条件；通过对不同微生物的试验，筛选出适合秸秆降解的微生物菌种；通过对微生物降解秸秆的试验，确定最适合微生物生长和秸秆降解的环境条件。

2. 数学模型。

在研究过程中，建立物质平衡和动态平衡方程，利用数学模型对降解反应进行描述和预测。

具体步骤：1. 收集秸秆样品，对样品进行分析，确定其基本性质。

氢氧化钠预处理是利用木质素能够溶于碱性溶液的特点，脱除木质纤维原料中的木质素，引起木质纤维原料润胀。

造纸工业的碱法制浆工艺就是利用氢氧化钠预处理来脱除植物纤维原料中的木质素和半纤维素而获得纤维素组分。

本实验采用２％的稀氢氧化钠在８０和１０８℃处理玉米秸秆，控制不同的预处理时间，对预处理后的玉米秸秆纤维组分进行分析（表３）。

表３稀碱处理前后玉米秸秆的有机组分分析序号温度，℃时间／ｈ纤维素，（％）半纤维素“％）木质素，（％）预处理过程中纤维物料的质量损失以及纤维素、半纤维素和木质素的去除率是反映预处理效果的重要参数［引。

玉米秸秆在稀酸预处理过程的物料损失和纤维素、半纤维素以及木质素的去除率见表４。

表４稀酸预处理对玉米秸秆质量损失和主要成分去除率序温度，时间，失重率，纤维素去半纤维索去木质素去号℃ｈ（％）除率，（％）除率／（％）除率，ｉ％）表５稀碱预处理对玉米秸秆质量损失和主要成分去除率序温度／时间／失重率，纤维素去半纤维素去木质素去号℃ｈ（％）除率／（％）除率，（％）除率／（％）表５显示了玉米秸秆在稀氢氧化钠预处理过程中物料的质量损失和主要成分的去除率。

氢氧化钠预处理对玉米秸秆中木质素的脱除率较高，达到了８３．９４％，脱除的木质素进入碱处理液中形成造纸工业上所谓的制浆黑液。

玉米秸秆的氢氧化钠预处理过程中也有２０．３ｌ％的半纤维素因溶解而去除，但纤维素的去除率仅为５％左右。

４．３秸秆内部结构分析取未处理的样品和１０８ｏＣ稀硫酸和稀氢氧化钠处理３ｈ后的样品，做扫描电镜实验，分析其内部结构，电镜照片见图３。

由表４可以看出，稀硫酸预处理过程中物料的质量损失随时间的增加而增大，这主要由于玉米秸秆中半纤维素随着反应的进行而不断水解所导致，表４中半纤维素的去除率随时间的延长而增大也证明了这一结论。

稀硫酸处理对玉米秸秆中半纤维素的去除程度较高，１％的稀硫酸在１０８℃处理３ｈ后，半纤维素的去除率达到了７４．２７％，但对木质素的去除率仅为１０．７６％。