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第1章 气相爆破技术原理与生物质炼制总论1

1.1气相爆破技术概述1

1.1.1气相爆破技术的发展历程1

1.1.2气相爆破技术分类2

1.1.3气相爆破技术最新进展3

1.2生物质炼制与气相爆破技术7

1.2.1生物质概念及其炼制7

1.2.2木质纤维素类生物质的抗生物降解性8

1.2.3物理化学预处理仍是暴露细胞壁纤维素的有效方法8

1.2.4气相爆破技术为核心的生物质炼制的优势9

1.3前景与展望10

1.3.1引言10

1.3.2生物质原料超分子体认知及选择性结构拆分的必要性11

1.3.3生物质原料抗降解屏障的解析及破解途径12

1.3.4生物质炼制过程中机械力学变化情况12

1.3.5生物质炼制过程中的热力学和动力学12

1.3.6生物质工程科学基础13

参考文献14

第2章 气相爆破技术原理17

2.1气相爆破过程中主要影响参数17

2.1.1概述17

2.1.2原料参数对气相爆破的影响18

2.1.3操作参数对气相爆破的影响24

2.1.4设备参数对气相爆破的影响24

2.1.5产品参数与气相爆破的关系25

2.2水蒸气爆破过程中传递模型及脆性断裂判据建立25

2.2.1概述25

2.2.2水蒸气爆破瞬时泄压阶段的多级模型推导26

2.2.3多级模型的意义30

2.2.4水蒸气爆破强度新内涵32

2.3气相爆破过程中的物化耦合作用机理33

2.3.1概述33

2.3.2气相爆破物理、化学作用对秸秆的半纤维素及木质素降解率的影响34

2.3.3气相爆破物理、化学作用对秸秆孔径分布的影响34

2.3.4气相爆破物理、化学作用对物料渗透性的影响35

2.3.5物理、化学预处理对酶解率的影响35

2.4气相爆破秸秆降解物的溶解热力学研究37

2.4.1概述37

2.4.2温度对气相爆破秸秆中可溶性分子溶出的影响37

2.4.3液固比对气相爆破物料中糖类及酚类物质溶出率的影响37

2.4.4离子强度对气相爆破物料中糖类及酚类物质溶出率的影响37

2.4.5pH对气相爆破物料中糖类及酚类物质溶出率的影响39

2.4.6各类物质最佳溶出条件的选择39

2.4.7气相爆破秸秆降解物的溶解热力学原理39

2.5气相爆破过程发酵抑制物生成动力学研究41

2.5.1概述41

2.5.2气相爆破水洗液中的发酵抑制物成分测定41

2.5.3不同气相爆破条件下的抑制物转化率43

2.5.4气相爆破过程中抑制物产生的动力学参数及转化率方程45

2.6水蒸气爆破技术能耗分析46

2.6.1概述46

2.6.2水蒸气爆破能耗组成46

2.6.3各部分能耗计算公式46

2.6.4水蒸气能耗实验设计47

2.6.5水蒸气爆破总能耗的影响因素48

2.6.6水蒸气爆破过程能耗解析49

参考文献53

第3章 气相爆破设备55

3.1切断除尘设备55

3.1.1刀辊式切草机55

3.1.2秸秆打包机61

3.1.3秸秆散包机65

3.1.4输送机68

3.2复水及脱水设备69

3.2.1复水设备69

3.2.2脱水设备70

3.3气相爆破装置72

3.3.1分批气相爆破的装置72

3.3.2连续气相爆破的装置73

3.3.3原位气相爆破的装置75

3.4蒸汽发生器76

3.4.1蒸汽发生器概述76

3.4.2电蒸汽发生器78

3.4.3燃油蒸汽发生器81

3.4.4燃煤蒸汽发生器82

3.5接收器83

3.6参数检测设备83

3.6.1动态数据测试系统83

3.6.2压力传感器83

3.6.3温度传感器84

3.6.4固体流量计85

3.7分梳设备86

3.7.1水力梳分装置（保尔筛分仪）86

3.7.2气流分级装置87

3.7.3机械梳分装置88

参考文献89

第4章 气相爆破过程开发90

4.1气相爆破技术工艺开发过程90

4.1.1气相爆破工艺简介90

4.1.2Iogen水蒸气气相爆破工艺90

4.1.3Stake水蒸气气相爆破工艺91

4.1.4低压无污染水蒸气气相爆破工艺94

4.1.5原位气相爆破工艺96

4.1.6原位多级闪蒸水蒸气气相爆破干燥工艺96

4.1.7水蒸气气相爆破分梳二段工艺96

4.2气相爆破原料的生态产业化开发过程100

4.2.1生物质资源与分布100

4.2.2生物质原料收集输送101

4.2.3木质纤维素原料特性105

4.2.4木质纤维素应用现状及存在问题108

4.2.5木质纤维素原料炼制的必要性110

4.2.6木质纤维素原料炼制110

4.2.7水蒸气气相爆破工艺的过程集成112

4.2.8固相多组分物料生态产业化开发实例112

参考文献119

第5章 气相爆破物料表征与研究方法121

5.1气相爆破物料结构形貌表征121

5.1.1纤维细胞长宽测定121

5.1.2纤维粗度、毫克根数及重量因子研究方法121

5.1.3显微镜表征121

5.1.4扫描电镜表征122

5.1.5透射电镜表征123

5.1.6原子力显微镜表征123

5.1.7环境扫描电镜表征124

5.1.8X射线衍射表征126

5.1.9分子量测定128

5.1.10聚合度研究方法128

5.2气相爆破物料组成成分测定128

5.2.1纤维素含量测定128

5.2.2木质素含量测定129

5.2.3半纤维素含量测定129

5.2.4抽提物含量测定129

5.2.5非纤维细胞含量测定129

5.2.6蛋白质含量测定129

5.2.7蜡质含量测定130

5.2.8油脂含量测定130

5.2.9灰分含量测定130

5.2.10水分含量测定130

5.2.11黄酮含量测定130

5.2.12果胶含量测定130

5.2.13单宁含量测定130

5.3气相爆破物料活性基团测定130

5.3.1甲氧基含量测定130

5.3.2羟基含量测定130

5.3.3羧基含量测定131

5.3.4羧基和酚羟基含量同时测定131

5.4气相爆破物料的颗粒性能表征131

5.4.1粒径分析131

5.4.2分形维数在颗粒表征中的应用132

5.5气相爆破物料的界面性能表征132

5.5.1比表面积测定132

5.5.2界面张力表征133

5.5.3接触角的表征133

5.6气相爆破物料多孔介质性能表征134

5.6.1孔径分布表征134

5.6.2渗透系数表征134

5.6.3多孔介质其他性能的表征135

5.7气相爆破物料的生物力学性能表征135

5.7.1氢键含量表征135

5.7.2拉伸强度135

5.7.3抗压强度135

5.7.4抗弯性质135

5.7.5抗剪强度135

5.7.6硬度和冲击韧性135

5.8气相爆破物料干湿性能表征135

5.8.1含水率干缩性135

5.8.2水的存在状态136

5.8.3纤维饱和点136

5.9气相爆破物料的物化性能表征136

5.9.1化学键能136

5.9.2热力学能136

5.9.3焓值136

5.9.4比热容137

5.9.5热导率137

5.10气相爆破物料流变学表征137

参考文献137

第6章 气相爆破技术在生物质炼制中的应用139

6.1气相爆破技术在食品工业的应用139

6.1.1果蔬榨汁残渣加工139

6.1.2肉类剩余物加工140

6.1.3海产品加工144

6.1.4粮食深加工146

6.1.5粗饲料加工147

6.2气相爆破技术在制药行业的应用150

6.2.1中药加工提取过程中的问题150

6.2.2气相爆破中药有效成分的提取152

6.2.3中药气相爆破炮制160

6.2.4以气相爆破技术为核心的药用植物资源生态产业166

6.3气相爆破技术在生物能领域的应用172

6.3.1生物能领域的原料预处理问题172

6.3.2气相爆破技术处理生物能原料的优势173

6.3.3气相爆破技术在生物能领域的典型应用173

6.4气相爆破技术在生物基材料领域的应用177

6.4.1气相爆破提取天然纺织纤维178

6.4.2气相爆破制备天然纤维素纳米纤维185

6.4.3气相爆破秸秆制备人造板186

6.4.4气相爆破秸秆制备溶解浆188

6.4.5气相爆破秸秆液化制备聚氨酯泡沫190

6.4.6蛋白纤维加工194

6.5气相爆破技术在化学品领域的应用198

6.5.1草酸198

6.5.2糠醛200

6.5.3乙酰丙酸202

6.5.4低聚木糖/木糖/木糖醇203

6.5.5柠檬酸205

6.5.6黄原胶205

6.5.7酚酸类物质207

6.5.8二氧化硅209

6.5.9气相爆破技术生产化学品实例209

6.6气相爆破技术在环境保护领域的应用211

6.6.1固体废物危害和处理211

6.6.2有机肥料加工214

6.6.3造纸工业中的应用215

6.6.4气相爆破秸秆制备环保材料220

参考文献223