气相爆破技术与生物质炼制

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

气相爆破技术用于预处理生物质原料，近年来得到了国内外研究者的广泛重视。笔者基于秸秆与木材在化学组成和结构上的差异，提出对秸秆不加任何化学药品的无污染低压蒸汽爆破新技术，并推广到烟草加工、中草药提取、麻纤维清洁脱胶等行业领域。

本书系统分析了气相爆破技术原理及固体多组分物料蒸汽爆破组分分离机制，并对气相爆破的工艺设备进行了介绍，重点对其生物质炼制应用工艺进行了阐述。

本书介绍了生物质化工技术及其在能源、制氢和炼制化合物中的应用，同时还介绍了生物合成聚合物、生物质小分子化合物制备聚合物、生物质高分子及这些聚合物在材料领域中的应用。

本书收集了大量具有创新思想和科学价值的实例，以指导读者更有效地从事生物质化工与生物质材料的基础研究和应用开发。

本书编写时参考了千余篇相关文献，内容丰富、新颖。

第1章 生物质化工及材料概述

1.1 生物质化工技术及发展趋势

1.2 生物质材料及发展趋势

参考文献

第2章 生物质化工技术

2.1 生物质直接燃烧技术

2.2 生物质热解技术

2.3 生物质液化技术

2.4 生物质气化技术

参考文献

第3章 生物质制氢及相关技术

3.1 生物质热化学制氢技术

3.2 超临界水中生物质气化制氢技术

3.3 光催化重整生物质制氢技术

3.4 生物质乙醇水蒸气重整制氢技术

参考文献

第4章 生物质新能源的制备

4.1 燃料乙醇的生产技术

4.2 燃料甲醇的生产技术

4.3 生物柴油的制备工艺

4.4 生物油

参考文献

第5章 生物质制备平台化合物

5.1 生物质甘油制备1，3－丙二醇

5.2 生物质制备糠醛

5.3 生物质制备新型平台化合物乙酰丙酸

参考文献

第6章 生物合成聚合物及应用

6.1 生物合成聚合物的种类和性质

6.2 聚羟基脂肪酸酯的生物合成

6.3 聚氨基酸聚合物的生物合成

6.4 生物合成聚合物的应用

6.5 结论及展望

参考文献

第7章 聚乳酸合成工艺及应用

7.1 聚乳酸的合成工艺

7.2 聚乳酸的物理性质和性能

7.3 聚乳酸材料的改性

7.4 聚乳酸的成型加工

7.5 聚乳酸的应用

7.6 结论及展望

参考文献

第8章 天然聚多糖及材料

8.1 纤维素及材料

8.2 纤维素纤维及复合材料

8.3 甲壳素和壳聚糖及材料

8.4 淀粉及材料

8.5 结论及展望

参考文献

第9章 木质素及材料

第10章 天然蛋白质及材料

第11章 天然植物油及材料

第12章 生物质纳米粒及应用 2100433B

《露天矿工程爆破技术与实践》共5章，主要内容包括现场混装炸药制备与远程配送；以数字爆破和精准爆破为核心，将大型铁矿山数字和精准爆破技术系统化，提供了具有普遍适用性的大型铁矿山现代爆破技术体系和工程示范；讨论了爆破作用下原岩的损伤破裂机理，分析了影响爆破块度及块内损伤程度的主控因素，给出基于采选总成本的联合优化方法；在工程实践方面，详细介绍了基于精准探测的采空区处理技术。

《露天矿工程爆破技术与实践》可供从事爆破工程的科研人员、工程技术人员和管理人员阅读，也可作为采矿工程专业的高等院校师生的参考或教学用书。