本文關(guān)鍵詞：雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)的成型機(jī)理和工藝研究

  更多相關(guān)文章： 雙超聲輔助振動壓縮 纖維素生物質(zhì)顆粒 成型機(jī)理 持久性 出糖率

【摘要】：生物質(zhì)能源作為一種清潔能源,具有廣闊的發(fā)展空間和產(chǎn)業(yè)化前景,是化石能源的最佳替代品之一,而纖維素燃料是最具前景的生物質(zhì)能源之一。生物質(zhì)固體成型技術(shù)能大幅提高生物質(zhì)密度和抗變形性,降低生物質(zhì)的儲運(yùn)成本,提高纖維素燃料的生產(chǎn)效率。然而,傳統(tǒng)生物質(zhì)固化成型技術(shù)一般要求高溫高壓和添加粘結(jié)劑,這制約了纖維素燃料產(chǎn)業(yè)化。雙超聲壓縮生物質(zhì)工藝將超聲振動技術(shù)應(yīng)用到生物質(zhì)壓縮成型,不僅能夠使顆粒在常溫常壓下成型,提高壓塊的各項(xiàng)品質(zhì)參數(shù),而且能顯著提高生物質(zhì)酶水解出糖率,對纖維素燃料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要意義。根據(jù)雙超聲壓縮生物質(zhì)的工藝要求設(shè)計(jì)了并聯(lián)工作的夾心式壓電換能器超聲振子,并采用串電感匹配方法對振動系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)諧匹配。通過實(shí)驗(yàn)分析了生物質(zhì)參數(shù)對平均諧振頻率的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)振動系統(tǒng)的諧振頻率漂移主要受生物質(zhì)顆粒與工具頭的接觸面積影響。分析了纖維素生物質(zhì)成分和雙超聲壓縮生物質(zhì)固化成型過程,發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)在沖擊振動和壓縮力的共同作用下密度增大并產(chǎn)生熱效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)測量了壓塊成型力變化規(guī)律表明,壓縮力為超聲頻率的振蕩力,其振幅受超聲電源功率影響。雖然壓縮力平均值比預(yù)壓力稍小,但產(chǎn)生的高頻沖擊使生物質(zhì)顆粒劇烈運(yùn)動起來,降低了顆粒的流動抗力,產(chǎn)生熱效應(yīng)；利用熱電偶測量了壓塊內(nèi)部各點(diǎn)的溫度分布,分析壓塊中心溫度的影響因素及炭化產(chǎn)生的原因,并獲得各工藝參數(shù)對壓塊中心溫度的影響規(guī)律。通過單因素實(shí)驗(yàn)分析了壓塊持久性,獲得了各工藝參數(shù)對壓塊抗跌碎性和抗?jié)B水性的影響規(guī)律,并通過正交實(shí)驗(yàn)獲得各因素對壓塊抗跌碎性影響的大小順序?yàn)楹蕢嚎s時間顆粒度超聲電源功率預(yù)壓力,對應(yīng)最佳工藝參數(shù)為15%,40s,0.5mm,56%(145W),0.5MPa。通過單因素實(shí)驗(yàn)得到雙超聲壓縮工藝對生物質(zhì)的出糖率影響規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：雙超聲輔助振動壓縮 纖維素生物質(zhì)顆粒 成型機(jī)理 持久性 出糖率
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK6;TB559
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 引言13-14
• 1.2 課題研究背景14-18
• 1.2.1 國內(nèi)外生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內(nèi)外生物質(zhì)壓縮成型設(shè)備類型15-16
• 1.2.3 國內(nèi)外生物質(zhì)壓縮機(jī)理和工藝研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.4 國內(nèi)外超聲輔助壓縮生物質(zhì)機(jī)理和工藝研究現(xiàn)狀18
• 1.3 課題研究概況18-21
• 1.3.1 課題來源18-19
• 1.3.2 課題研究意義19-20
• 1.3.3 研究內(nèi)容20-21
• 第二章 超聲振子選用及其阻抗匹配設(shè)計(jì)21-43
• 2.1 超聲振子的選用21-29
• 2.1.1 超聲振子的技術(shù)要求21-22
• 2.1.2 換能器的選用22-24
• 2.1.3 變幅桿的選用24-26
• 2.1.4 工具頭的選用26-27
• 2.1.5 振子及其性能參數(shù)27-29
• 2.2 雙超聲同步振動系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)29-34
• 2.2.1 夾心式壓電超聲振子匹配介紹29-30
• 2.2.2 單個夾心式壓電超聲振子的諧振特性30-32
• 2.2.3 并聯(lián)的兩個夾心式壓電超聲振子的諧振特性32-34
• 2.3 雙振子振動系統(tǒng)諧振頻率的影響因素研究34-42
• 2.3.1 生物質(zhì)原料和儀器35-36
• 2.3.2 諧振頻率影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)36-38
• 2.3.3 振動系統(tǒng)諧振頻率影響因素分析38-42
• 2.4 本章小結(jié)42-43
• 第三章 生物質(zhì)固化成型機(jī)理和壓塊溫度變化規(guī)律43-60
• 3.1 生物質(zhì)固化成型機(jī)理43-47
• 3.1.1 纖維素生物質(zhì)的成分43-44
• 3.1.2 生物質(zhì)原料壓縮固化成型過程44-46
• 3.1.3 雙超聲壓縮生物質(zhì)原料的固化成型過程46-47
• 3.2 超聲壓縮過程中壓縮力變化規(guī)律47-51
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)47-48
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析48-51
• 3.3 壓塊內(nèi)各點(diǎn)溫度變化影響因素研究51-58
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)51-53
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析53-58
• 3.4 本章小結(jié)58-60
• 第四章 雙超聲壓縮成型生物質(zhì)壓塊的持久性研究60-75
• 4.1 生物質(zhì)壓塊抗跌碎性的影響因素研究60-69
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)60-62
• 4.1.2 壓塊抗跌碎性測量方法62
• 4.1.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論62-66
• 4.1.4 壓塊抗跌碎性的正交試驗(yàn)研究66-69
• 4.2 生物質(zhì)壓塊抗?jié)B水性的影響因素研究69-73
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)69-70
• 4.2.2 壓塊抗?jié)B水性測量方法70
• 4.2.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論70-73
• 4.3 本章小結(jié)73-75
• 第五章 雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)的出糖率研究75-93
• 5.1 纖維素生物質(zhì)的預(yù)處理75-79
• 5.1.1 物理法預(yù)處理76-77
• 5.1.2 化學(xué)法預(yù)處理77
• 5.1.3 物理-化學(xué)法預(yù)處理77-78
• 5.1.4 生物法預(yù)處理78
• 5.1.5 預(yù)處理方法的選擇78-79
• 5.2 纖維素生物質(zhì)的酶水解機(jī)理79-80
• 5.2.1 纖維素酶的組成及其理化性質(zhì)79
• 5.2.2 纖維素酶的作用機(jī)理79-80
• 5.3 纖維素酶水解還原糖的檢測80-84
• 5.3.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制80-82
• 5.3.2 纖維素酶活性測試82-83
• 5.3.3 纖維素酶水解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)83-84
• 5.4 雙超聲壓縮生物質(zhì)出糖率的影響因素研究84-92
• 5.4.1 生物質(zhì)種類對酶水解出糖率的影響85-87
• 5.4.2 雙超聲壓縮工藝參數(shù)對酶水解出糖率的影響87-92
• 5.5 本章小結(jié)92-93
• 結(jié)論與展望93-95
• 參考文獻(xiàn)95-102
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與申請專利102-104
• 致謝104-105

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