摘 要:燃料乙醇是理想的石油燃料替代品,探讨秸秆制乙醇的方法具有重要意义。本研究以玉米秸秆为原料,通过不同的酸水解处理,从中提取乙醇,并对水解产生的结果进行分析。 http://www.paper51.com 关键词:玉米秸秆;水解;提取率 copyright paper51.com 1、概述 http://www.paper51.com
我国目前的秸秆利用主要以农业、农村和农民利用为主,秸秆的产业化水平很低,秸秆利用率和转化率较低,在秸秆经济和社会价值的挖掘和利用方面,力度还远远不够。受消费观念和生活方式的影响,农村秸秆资源完全处于高消耗、高污染、低产出的状况,相当多的一部分农作物秸秆被弃置或者进行焚烧,没有得到合理开发利用。 paper51.com 秸秆是丰富的可再生资源,主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。秸秆经过预处理,水解和发酵可生成乙醇。燃料乙醇是当今世界上最现实的液体石油燃料的替代品之一,制造燃料酒精的主要原料为粮食和糖类,技术已十分成熟。因此,要真正推广使用燃料酒精,必须充分利用秸秆纤维素这一地球上最丰富的可再生资源,大力发展秸秆乙醇的制造技术和产业化开发工作[1]。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 资料表明,秸秆可实现产业化的用途大致有:秸秆制地板、秸秆饲料、秸秆气化、秸秆有机肥、秸秆制燃料酒精、秸秆煤、秸秆基质(食用菌)等。然而由于技术方法不成熟,大部分秸秆的利用耗资耗能大,收益不理想。笔者探索了一些秸秆制燃料乙醇的大致方法,主要是玉米秸秆制燃料乙醇。 paper51.com
由于条件的限制,本实验主要研究秸秆不同的水解方法所产生的效果,以浓酸水解和稀酸水解来进行实验对比。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 2、材料与方法 内容来自www.paper51.com 2.1材料 copyright paper51.com 取自某某师范学院12教后面实习基地中的干燥秸秆。 copyright paper51.com 2.2实验原理 内容来自www.paper51.com 玉米秸秆经过预处理后水解,其所含的纤维素和半纤维素在酸催化下可水解成糖,经发酵可转化为酒精[2]。不同的水解方法将产生不同的实验结果。 http://www.paper51.com 2. 3实验药品和器材 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 蒸馏装置(酒精灯、蒸馏瓶、温度计、冷凝管、接液管、接收瓶)、1000ml容量瓶、烧杯、玻璃棒、1%稀硫酸、70%浓硫酸、氨水、酒精酵母、精密电子天平、漏斗、纱布、PH试纸等。 copyright paper51.com 2.3.1药品配制 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
某某师范学院实验室中的硫酸是18mol/L 98%的浓硫酸。 copyright paper51.com 70%浓硫酸的配制: 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 计算:18/98=X/70 X=12.86mol/L 根据C1V1=C2V2 http://www.paper51.com 可得:18X=12.86×1000 X=714.4ml 内容来自www.paper51.com 配制1000ml 70%的浓硫酸需98%的浓硫酸714.4ml,所需蒸馏水285.6ml。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 量取285.6ml蒸馏水,将714.4ml浓硫酸沿玻璃棒缓慢加入蒸馏水中,边加边缓慢搅拌,最后在容量瓶中定容摇匀。 http://www.paper51.com 1%稀硫酸的配制:方法原理同上。(结果见表1) 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
表1 硫酸配制表 http://www.paper51.com 硫酸 paper51.com 摩尔浓度 paper51.com
(mol/L) 内容来自www.paper51.com
配制量 http://www.paper51.com (ml) 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 所需98%浓硫酸量(ml) 内容来自www.paper51.com 蒸馏水 http://www.paper51.com (ml) 内容来自www.paper51.com
1%稀硫酸 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 70%浓硫酸 paper51.com 0.18 内容来自www.paper51.com 12.86 内容来自www.paper51.com 1000 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 1000 http://www.paper51.com 10 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 714.4 内容来自www.paper51.com
990 paper51.com 285.6 内容来自www.paper51.com 2. 4实验方法 http://www.paper51.com
2.4.1工艺流程 内容来自www.paper51.com 秸秆—→预处理—→水解—→发酵—→蒸馏 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
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