温度-压力解耦条件下汽爆玉米秸秆物化作用及酶解效果

• Published in: 农业工程学报 Vol. 38; no. 3; pp. 239 - 246
• Main Authors: 李祥, 陆子琦, 浦译文, 李冉冉, 贾永秀, Amirsalar Khandan, 隋文杰
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 盐城师范学院海洋与生物工程学院,盐城 224007%天津科技大学食品营养与安全国家重点实验室,天津科技大学食品科学与工程学院,天津 300457%伊斯兰阿扎德大学霍梅伊尼沙尔分校机械工程系,伊斯法罕,伊朗 84175119 01.02.2022; 江苏省盐土生物资源研究重点实验室,盐城师范学院,盐城 224007
• Subjects: 生物质;温度;木质素;玉米秸秆;蒸汽爆破;酶解;物化性质
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.03.028

S816.5; 为研究温度-压力解耦条件下汽爆玉米秸秆物化作用及其酶解效果,分别采用不同蒸煮温度(453、471和485 K)和不同爆破压力(1.0、1.5和2.0 MPa)对玉米秸秆进行汽爆处理,测定并分析对其物理结构(微观形貌和多孔特性)、化学组成(组分含量、官能团结构和结晶程度)和热力学性质的影响.结果显示:随蒸煮温度增加,汽爆秸秆中半纤维素和乙酰基含量最高降低50.69％和67.11％,木质素含量最高增加17.66％,整体热稳定性增加;水洗液中糖类产物含量最高降低45.37％,而有机酸和糠醛类含量最高增加37.66％和73.21％.随爆破压力增加,汽爆秸秆多孔特性得到改善,具体表现为累积孔体积、累积孔面积、平均孔径、孔隙率、渗透率和迂曲度均有不同程度增加.汽爆水热改性作用对提升秸秆酶解效果的贡献大于其物理爆破作用,但在较高温度条件下对结构性成分的过度降解可能导致回收率降低,从而影响葡萄糖得率.在471 K低温维持和2.0 MPa高压爆破条件下,汽爆秸秆纤维素水解率最高达到87.99％,表明温压分控汽爆预处理策略有效促进秸秆纤维素酶解转化.研究可为揭示木质纤维素类物料汽爆过程物化作用机理、提高预处理和后续转化利用效果提供理论依据.