楊木發(fā)酵殘?jiān)米骶忈尫柿系闹苽?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2020-08-27 22:33
【摘要】：木質(zhì)纖維乙醇作為一種重要的低碳環(huán)保新興能源,在全球氣候與環(huán)境形勢(shì)日益嚴(yán)峻的情況下,受到了越來越多的重視。近年來,以楊木為原料生產(chǎn)生物乙醇在我國取得了較大進(jìn)展,但存在大量殘?jiān)鼰o法有效利用的難題。本文以楊木發(fā)酵殘?jiān)鼮檠芯繉?duì)象,在考查了其主要成分的基礎(chǔ)上,利用其特點(diǎn)研究制備了緩釋肥料,并對(duì)緩釋肥料的性能進(jìn)行了檢測(cè),為木質(zhì)纖維乙醇剩余物的高值化利用提供了有效途徑。主要內(nèi)容包括：1.分別用冷水、熱水、1%NaOH和苯醇對(duì)原木樣品,蒸汽爆破預(yù)處理樣品和生物乙醇?xì)堅(jiān)M(jìn)行抽提,抽提物的含量均為生物乙醇?xì)堅(jiān)羝祁A(yù)處理樣品原木樣品。對(duì)三種樣品纖維素、半纖維素、木質(zhì)素含量進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,蒸汽爆破預(yù)處理極大的改變了楊木本身的結(jié)構(gòu)與化學(xué)構(gòu)成,在保持纖維素含量基本不變的情況下,降解了絕大多數(shù)的半纖維素。生物乙醇發(fā)酵殘?jiān)械闹饕煞譃槟举|(zhì)素,含有少量的纖維素與半纖維素。對(duì)比楊木發(fā)酵殘?jiān)c楊木木質(zhì)素的紅外光譜圖,楊木發(fā)酵殘?jiān)诒３置黠@的木質(zhì)素的特征峰的同時(shí),其中的羥基含量要多于楊木木質(zhì)素,較高的羥基使得1000-1300 cm-1區(qū)域的醇和醚基峰不太明顯。2.以氨水為氮源,過氧化氫為催化劑,在高溫高壓下以楊木發(fā)酵殘?jiān)鼮樵现苽渚忈尫柿?其主要原理是利用殘?jiān)心举|(zhì)素上的芳核易于反應(yīng)生成含氮有機(jī)物,從而在土壤中達(dá)到緩慢降解的目的。通過正交試驗(yàn)優(yōu)化反應(yīng)條件,得出產(chǎn)量最優(yōu)反應(yīng)條件,即65%氨水、35%過氧化氫、溫度120℃、反應(yīng)時(shí)間90mmin,氨化產(chǎn)物總氮含量可達(dá)到9.14%,有機(jī)氮含量可達(dá)到5.46%。在此基礎(chǔ)上利用數(shù)理分析,得出成本最優(yōu)反應(yīng)條件為45%氨水、25%過氧化氫、溫度120℃、反應(yīng)時(shí)間90min,氨化產(chǎn)物總氮含量7.55%,有機(jī)氮含量4.87%,相比較產(chǎn)量最優(yōu)條件下總氮含量下降了17.4%,有機(jī)氮含量下降了10.8%,但是氨水用量節(jié)約了30.8%,過氧化氫用量節(jié)約了28.6%,原料的利用率顯著提高。為了回收生產(chǎn)過程中多余的氨,在成本最優(yōu)條件下的氨化產(chǎn)物中加入磷酸調(diào)節(jié)pH至4時(shí),總氮含量可以達(dá)到12.04%。與以往的一些成果(氨化瓜子殼總氮7.26%,160℃；氨化核桃殼總氮5.68%,200℃；氨化杏核殼總氮5.12%,220℃)相比,具有一定的優(yōu)越性。3.相比于氨化氧化法,通過包膜法制備的緩釋肥料更具有可控性。本文嘗試了用聚乙烯醇作為粘接劑,以膨潤土和尿素為肥芯,周圍包膜發(fā)酵殘?jiān)苽渚忈尫柿�。通過調(diào)整膨潤土和尿素的比例及聚乙烯醇的濃度,從而達(dá)到尿素規(guī)律釋放的目的。通過掃描電鏡觀測(cè)發(fā)現(xiàn),殘?jiān)?膨潤土緩釋肥料的包膜層靠近肥芯的部分是由聚乙烯醇穿插楊木發(fā)酵殘?jiān)鼧?gòu)成的,靠近外表的部分是在聚乙烯醇的粘結(jié)作用下,楊木發(fā)酵殘?jiān)勰┮约捌鋱F(tuán)聚體堆砌形成。在對(duì)緩釋肥料進(jìn)行溶出率研究后,發(fā)現(xiàn)殘?jiān)?膨潤土緩釋肥料的釋放速率與肥芯的配比有很大關(guān)系。而聚乙烯醇濃度的高低不影響包膜的通透性,僅通過改變包膜強(qiáng)度影響一定比例下肥芯的養(yǎng)分釋放。同時(shí),殘?jiān)?膨潤土緩釋肥料中的尿素在水中溶解釋放是遵循先“擴(kuò)散”后“崩潰”的釋放機(jī)理。通過對(duì)不同肥芯比例的肥料釋放曲線進(jìn)行擬合,得出在尿素：膨潤土為6：4時(shí),殘?jiān)?膨潤土緩釋肥料在水中的釋放曲線接近于立方曲線。而在純尿素時(shí),殘?jiān)?膨潤土緩釋肥料在水中的釋放曲線接近于“S”曲線。通過調(diào)節(jié)肥芯中尿素與膨潤土的比例,可制備出尿素釋放曲線介于立方曲線和“S”型曲線之間的緩釋肥料,從而達(dá)到養(yǎng)分的規(guī)律釋放。
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ449.1
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 王芳;陳介南;張林;閆興偉;劉娜;;產(chǎn)纖維素酶里氏木霉的研究進(jìn)展[J];中國釀造;2014年06期
2 周佳;孫勇;唐傳球;饒貞學(xué);甘露;;對(duì)二甲氨基苯甲醛比色法測(cè)定溶液中的尿素[J];化學(xué)與生物工程;2014年02期
3 江啟沛;張小勇;李佐虎;;草漿堿木素過氧化氫氧化氨解制備氨化木質(zhì)素緩釋肥料的研究[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2009年02期
4 王曉娟;王斌;馮浩;李志義;;木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)制備生物乙醇研究進(jìn)展[J];石油與天然氣化工;2007年06期
5 肖傳緒;杜曉燕;莫海濤;張小勇;;木質(zhì)素作為包膜材料包裹尿素的緩釋效果研究[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2007年06期
6 陰春梅;劉忠;齊宏升;;生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的研究進(jìn)展[J];釀酒科技;2007年01期
7 廖俊和,羅學(xué)剛;木質(zhì)素吸附緩釋性質(zhì)及在肥料中的應(yīng)用[J];土壤肥料;2004年05期
8 許鳳,孫潤倉,詹懷宇;木質(zhì)纖維原料生物轉(zhuǎn)化燃料乙醇的研究進(jìn)展[J];纖維素科學(xué)與技術(shù);2004年01期
9 楊會(huì)容;木質(zhì)素銨緩釋性能基礎(chǔ)研究[J];西南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年04期
10 張海軍,武志杰,陳利軍,梁文舉;聚合物包膜尿素溶出動(dòng)力學(xué)特征及其與包膜層通透性的關(guān)系[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2003年10期
相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條
1 武彬;纖維材料酶解機(jī)理分析與應(yīng)用策略探討[D];山東大學(xué);2007年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條
1 王璀璨;混合纖維素酶水解楊木及多菌種共發(fā)酵制備燃料乙醇[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2010年
2 朱曉雪;玉米稈爆破酶解殘?jiān)举|(zhì)素的結(jié)構(gòu)特性[D];南京林業(yè)大學(xué);2009年
3 趙文慧;固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶及纖維原料酶法糖化的研究[D];浙江大學(xué);2002年
本文編號(hào)：2806695
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/nykj/2806695.html
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ449.1
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 王芳;陳介南;張林;閆興偉;劉娜;;產(chǎn)纖維素酶里氏木霉的研究進(jìn)展[J];中國釀造;2014年06期
2 周佳;孫勇;唐傳球;饒貞學(xué);甘露;;對(duì)二甲氨基苯甲醛比色法測(cè)定溶液中的尿素[J];化學(xué)與生物工程;2014年02期
3 江啟沛;張小勇;李佐虎;;草漿堿木素過氧化氫氧化氨解制備氨化木質(zhì)素緩釋肥料的研究[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2009年02期
4 王曉娟;王斌;馮浩;李志義;;木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)制備生物乙醇研究進(jìn)展[J];石油與天然氣化工;2007年06期
5 肖傳緒;杜曉燕;莫海濤;張小勇;;木質(zhì)素作為包膜材料包裹尿素的緩釋效果研究[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2007年06期
6 陰春梅;劉忠;齊宏升;;生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的研究進(jìn)展[J];釀酒科技;2007年01期
7 廖俊和,羅學(xué)剛;木質(zhì)素吸附緩釋性質(zhì)及在肥料中的應(yīng)用[J];土壤肥料;2004年05期
8 許鳳,孫潤倉,詹懷宇;木質(zhì)纖維原料生物轉(zhuǎn)化燃料乙醇的研究進(jìn)展[J];纖維素科學(xué)與技術(shù);2004年01期
9 楊會(huì)容;木質(zhì)素銨緩釋性能基礎(chǔ)研究[J];西南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年04期
10 張海軍,武志杰,陳利軍,梁文舉;聚合物包膜尿素溶出動(dòng)力學(xué)特征及其與包膜層通透性的關(guān)系[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2003年10期
相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條
1 武彬;纖維材料酶解機(jī)理分析與應(yīng)用策略探討[D];山東大學(xué);2007年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條
1 王璀璨;混合纖維素酶水解楊木及多菌種共發(fā)酵制備燃料乙醇[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2010年
2 朱曉雪;玉米稈爆破酶解殘?jiān)举|(zhì)素的結(jié)構(gòu)特性[D];南京林業(yè)大學(xué);2009年
3 趙文慧;固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶及纖維原料酶法糖化的研究[D];浙江大學(xué);2002年
本文編號(hào)：2806695
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/nykj/2806695.html
