【摘要】：傳統(tǒng)固化成型技術(shù)制造的生物質(zhì)顆粒存在密度低,機械耐久性差,容易斷裂或松散,易生物降解,不耐存儲等問題。針對上述問題,本文提出了一種基于木屑固態(tài)發(fā)酵處理改性制備成型燃料的研究思路,即利用黃孢原毛平革菌(P.chrysosporium)的生物降解功能提升木屑的壓縮成型性能,為降低成型壓力、溫度和原料含水率,改善成型燃料品質(zhì)創(chuàng)造條件,從而為開發(fā)利用新型能源植物黧蒴栲和將固態(tài)發(fā)酵工藝用于生物質(zhì)成型產(chǎn)業(yè)提供參考。圍繞該目的,本研究利用自主研發(fā)的單顆粒成型機(萬能試驗機改裝)對黧蒴栲木屑進行固態(tài)發(fā)酵處理改性后制備成型燃料的研究,分別考察了發(fā)酵時間(0-64d)、成型溫度(70-150℃)、成型壓強(55-125 MPa)、生物質(zhì)含水率(5-20wt%)對成型的影響,明確了各影響因素對成型能耗及顆粒密度、強度、吸水率和熱值的影響,確定了黧蒴栲木屑固態(tài)發(fā)酵處理改性制備成型燃料的最優(yōu)化條件,并進行了機理推析,得到以下結(jié)論:1)黃孢原毛平革菌固態(tài)發(fā)酵處理改性黧蒴栲木屑能夠改善成型顆粒的成型能耗、密度、Meyer強度和吸水性,其促進木屑壓縮成型性能的機理在于:發(fā)酵微生物對易生物降解組分的分解及其自身的繁殖,一方面提高了木屑中可發(fā)揮粘結(jié)劑功能組分的含量,減少了阻礙粘結(jié)劑發(fā)揮作用組分的含量,另一方面顯著改變了木屑纖維的變形性能。這兩方面因素共同作用提升了木屑的壓縮成型性能,而發(fā)酵48 d左右的黧蒴栲木屑壓縮性能最佳。2)成型溫度、成型壓強和原料含水率是成型的主要影響因素,隨著成型壓強從55 MPa升高到125 MPa,成型過程的擠壓和推動能耗、成型顆粒密度和Meyer強度持續(xù)升高;隨著成型溫度的從70℃升高到150℃,成型過程的擠壓和推動能耗降低,成型顆粒密度和Meyer強度增加;隨著木屑含水率從5%升高到20%,擠壓能耗、顆粒密度、Meyer強度、吸水率降低,推動能耗的變化與之相反。較高的成型壓力、溫度和原料含水率也有利于減弱吸水對成型顆粒密度和Meyer強度的影響。結(jié)合實際和成本考慮,發(fā)酵黧蒴栲木屑的最佳成型條件為成型壓強100MPa左右、成型溫度110℃左右、生物質(zhì)含水率10%左右。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK6
【圖文】：

WDW-10電子萬能試驗機

15圖 2.2 WDW-10 電子萬能試驗機結(jié)構(gòu)圖及成型原料：本實驗所選材料均為湖南省林業(yè)栲干枯枝條(直徑小于 2 cm)，使用前洗凈，后于 40 ℃真空干燥箱中干燥 48 h，然后貯存的化學(xué)組成、工業(yè)分析結(jié)果見表 2.1 和表 2.2革菌：實驗選用的菌種為白腐菌的典型種黃KMF21767，來自湖南大學(xué)實驗室。

【參考文獻】

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本文編號：2726679