木质纤维原料预处理工艺研究开题报告

1. 研究目的与意义

通过木质纤维原料高效预处理工艺的研究，实现木质纤维原料中碳水化合物和木质素的高效分离，有利于进一步制备糖平台化合物和酚类产物的转化率，实现木质纤维原料的高值化利用。

从对木质纤维素结构影响角度来说 ，降低纤维素结晶度 ，改变及去除木质素 ，增加纤维素的可及表面积，这样可以达到提高纤维素酶解和转化效率的目的。从经济角度来说，有效的预处理应当避免减小物料颗粒尺寸，限制发酵抑制物的形成，减少纤维素酶量，降低能量需求和成本投入等。评判预处理的标准除了上述因素外，还有其他的标准，如降低预处理成本、提高木质素副产品的利用率等。同时，预处理效果还需权衡其对后续工艺的影响。

2. 国内外研究现状分析

目前研究的方法主要有物理方法、化学方法、物理化学方法、生物法和生物化学法。

1、物理方法：

① 球磨粉碎预处理：木质纤维原料可以通过切碎、粉碎、碾磨处理降低结晶度，使颗粒变小。李盛贤等将新闻报纸磨粉，细度在 75 μm 以下时进行酶水解，水解率可提高 59%以上。李稳宏等研究表明，随着麦秸秆粉碎程度加大，酶解速度也加大，麦秸粉碎至 120~150 目并经 1 % naoh 溶液浸渍是一种理想的制糖原料。徐忠等的试验表明，随大豆秸秆粉碎细度增加，酶与底物接触面积增大，酶解液还原糖量逐渐增加，但到 140 目后其还原糖量增加幅度减小，原因可能是随试样粉碎细度增加其对表面积增加的影响有所减少。所以木质纤维素颗粒细小到一定程度后，继续粉碎只能有限地提高酶解效率，而处理成本相对增加。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

以杨木，竹材和秸秆为研究对象，考察物理-化学预处理方法对于木质纤维原料预处理效果的影响，实现木质纤维原料中碳水化合物和木质素的高效分离。

时间安排：

4. 研究创新点

（1）：选择极强性非质子溶剂环丁砜与水组成预处理溶剂体系，高选择性脱除木质素，同时有效降低碳水化合物的损失，所有溶剂均可高效回收，重复使用。

（2）：通过物理化学结合的方法，有效降低有机溶剂的用量，提高预处理效率，，降低工艺成本。