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      目前,在化石能源日益減少,環(huán)境污染問題和糧食危機日益嚴重的大背景下,專家們認為,世界能源結(jié)構(gòu)亟待從化石能源為主的模式轉(zhuǎn)向可再生生物能源為主的模式轉(zhuǎn)化。

      在查閱大量文獻的基礎上,本文針對實驗室自組裝的超臨界反應裝置,制定一套稻稈在超臨界水中糖化的試驗方案,進行一系列實驗,針對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行理論分析。首先以稻稈作為原材料,利用化學方法對其進行成分分析,并進行超臨界水糖化實驗研究,通過高效液相色譜分析水溶性部分中還原糖分布和產(chǎn)量,考察了反應壓力、溫度和物料比對產(chǎn)物的影響,由此確定在410℃的反應溫度下,反應壓力為23MPa,液固質(zhì)量比為80.00:6.00是為本實驗設備的稻稈在超臨界水中糖化的較佳工況。然后利用不同濃度的NaOH溶液對稻稈進行預處理,通過成分分析,利用掃描電鏡和X射線衍射,分別考察處理前后的稻稈成分,微觀形貌以及結(jié)晶情況。繼而對處理后的稻稈進行超臨界水糖化實驗,研究表明:隨著預處理的氫氧化鈉溶液濃度升高,超臨界水糖化稻稈的還原糖濃度先升高后降低,纖維素的糖化率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。經(jīng)3%NaOH溶液處理的稻桿糖化所得的還原糖濃度較高,達到1.08g/L,糖化率達到2.65%。同時本文還以H2SO4、NaOH、Na2CO3、CuSO4、Al2O3、CaCO3和MgSO4為催化劑,考察了稻稈在超臨界水中糖化受到催化劑種類和質(zhì)量的影響,研究表明:不同的催化劑會促使稻桿糖化的產(chǎn)物分布發(fā)生變化,且產(chǎn)量也發(fā)生不同規(guī)律的變化。

      隨著H2SO4加入量的增加,葡萄糖的濃度逐漸增加,在加入0.8gH2SO4時,葡萄糖濃度達到0.11g/L,糖化率達到0.46%。這一現(xiàn)象表明:H+的增加有效促進纖維素的水解;而NaOH和Na2CO3的加入則使得還原糖濃度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。在添加CuSO4為催化劑的實驗中,僅產(chǎn)生了少量果糖,未發(fā)現(xiàn)葡萄糖的存在,我們認為葡萄糖發(fā)生了異構(gòu)化,生成果糖。