气相爆破技术与生物炼制（所论技术广泛应用于各类生物质原料的预处理、中草药提取、烟草加工等领域） 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

　　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。

"第1章　气相爆破技术原理与生物质炼制总论

1.1气相爆破技术概述

1.1.1气相爆破技术的发展历程

1.1.2气相爆破技术分类

1.1.3气相爆破技术最新进展

1.2生物质炼制与气相爆破技术

1.2.1生物质概念及其炼制

1.2.2木质纤维素类生物质的抗生物降解性

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

1.2.4气相爆破技术为核心的生物质炼制的优势

1.3前景与展望

1.3.1引言

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

1.3.3生物质原料抗降解屏障的解析及破解途径

1.3.4生物质炼制过程中机械力学变化情况

1.3.5生物质炼制过程中的热力学和动力学

1.3.6生物质工程科学基础

参考文献

第2章　气相爆破技术原理

2.1气相爆破过程中主要影响参数

2.1.1概述

2.1.2原料参数对气相爆破的影响

2.1.3操作参数对气相爆破的影响

2.1.4设备参数对气相爆破的影响

2.1.5产品参数与气相爆破的关系

2.2水蒸气爆破过程中传递模型及脆性断裂判据建立

2.2.1概述

2.2.2水蒸气爆破瞬时泄压阶段的多级模型推导

2.2.3多级模型的意义

2.2.4水蒸气爆破强度新内涵

2.3气相爆破过程中的物化耦合作用机理

2.3.1概述

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

2.3.3气相爆破物理、化学作用对秸秆孔径分布的影响

2.3.4气相爆破物理、化学作用对物料渗透性的影响

2.3.5物理、化学预处理对酶解率的影响

2.4气相爆破秸秆降解物的溶解热力学研究

2.4.1概述

2.4.2温度对气相爆破秸秆中可溶性分子溶出的影响

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

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

2.4.5pH对气相爆破物料中糖类及酚类物质溶出率的影响

2.4.6各类物质最佳溶出条件的选择

2.4.7气相爆破秸秆降解物的溶解热力学原理

2.5气相爆破过程发酵抑制物生成动力学研究

2.5.1概述

2.5.2气相爆破水洗液中的发酵抑制物成分测定

2.5.3不同气相爆破条件下的抑制物转化率

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

2.6水蒸气爆破技术能耗分析

2.6.1概述

2.6.2水蒸气爆破能耗组成

2.6.3各部分能耗计算公式

2.6.4水蒸气能耗实验设计

2.6.5水蒸气爆破总能耗的影响因素

2.6.6水蒸气爆破过程能耗解析

参考文献

第3章　气相爆破设备

3.1切断除尘设备

3.1.1刀辊式切草机

3.1.2秸秆打包机

3.1.3秸秆散包机

3.1.4输送机

3.2复水及脱水设备

3.2.1复水设备

3.2.2脱水设备

3.3气相爆破装置

3.3.1分批气相爆破的装置

3.3.2连续气相爆破的装置

3.3.3原位气相爆破的装置

3.4蒸汽发生器

3.4.1蒸汽发生器概述

3.4.2电蒸汽发生器

3.4.3燃油蒸汽发生器

3.4.4燃煤蒸汽发生器

3.5接收器

3.6参数检测设备

3.6.1动态数据测试系统

3.6.2压力传感器

3.6.3温度传感器

3.6.4固体流量计

3.7分梳设备

3.7.1水力梳分装置(保尔筛分仪)

3.7.2气流分级装置

3.7.3机械梳分装置

参考文献

第4章　气相爆破过程开发

4.1气相爆破技术工艺开发过程

4.1.1气相爆破工艺简介

4.1.2Iogen水蒸气气相爆破工艺

4.1.3Stake水蒸气气相爆破工艺

4.1.4低压无污染水蒸气气相爆破工艺

4.1.5原位气相爆破工艺

4.1.6原位多级闪蒸水蒸气气相爆破干燥工艺

4.1.7水蒸气气相爆破分梳二段工艺

4.2气相爆破原料的生态产业化开发过程

4.2.1生物质资源与分布

4.2.2生物质原料收集输送

4.2.3木质纤维素原料特性

4.2.4木质纤维素应用现状及存在问题

4.2.5木质纤维素原料炼制的必要性

4.2.6木质纤维素原料炼制

4.2.7水蒸气气相爆破工艺的过程集成

4.2.8固相多组分物料生态产业化开发实例

参考文献

第5章　气相爆破物料表征与研究方法

5.1气相爆破物料结构形貌表征

5.1.1纤维细胞长宽测定

5.1.2纤维粗度、毫克根数及重量因子研究方法

5.1.3显微镜表征

5.1.4扫描电镜表征

5.1.5透射电镜表征

5.1.6原子力显微镜表征

5.1.7环境扫描电镜表征

5.1.8X射线衍射表征

5.1.9分子量测定

5.1.10聚合度研究方法

5.2气相爆破物料组成成分测定

5.2.1纤维素含量测定

5.2.2木质素含量测定

5.2.3半纤维素含量测定

5.2.4抽提物含量测定

5.2.5非纤维细胞含量测定

5.2.6蛋白质含量测定

5.2.7蜡质含量测定

5.2.8油脂含量测定

5.2.9灰分含量测定

5.2.10水分含量测定

5.2.11黄酮含量测定

5.2.12果胶含量测定

5.2.13单宁含量测定

5.3气相爆破物料活性基团测定

5.3.1甲氧基含量测定

5.3.2羟基含量测定

5.3.3羧基含量测定

5.3.4羧基和酚羟基含量同时测定

5.4气相爆破物料的颗粒性能表征

5.4.1粒径分析

5.4.2分形维数在颗粒表征中的应用

5.5气相爆破物料的界面性能表征

5.5.1比表面积测定

5.5.2界面张力表征

5.5.3接触角的表征

5.6气相爆破物料多孔介质性能表征

5.6.1孔径分布表征

5.6.2渗透系数表征

5.6.3多孔介质其他性能的表征

5.7气相爆破物料的生物力学性能表征

5.7.1氢键含量表征

5.7.2拉伸强度

5.7.3抗压强度

5.7.4抗弯性质

5.7.5抗剪强度

5.7.6硬度和冲击韧性

5.8气相爆破物料干湿性能表征

5.8.1含水率干缩性

5.8.2水的存在状态

5.8.3纤维饱和点

5.9气相爆破物料的物化性能表征

5.9.1化学键能

5.9.2热力学能

5.9.3焓值

5.9.4比热容

5.9.5热导率

5.10气相爆破物料流变学表征

参考文献

第6章　气相爆破技术在生物质炼制中的应用

6.1气相爆破技术在食品工业的应用

6.1.1果蔬榨汁残渣加工

6.1.2肉类剩余物加工

6.1.3海产品加工

6.1.4粮食深加工

6.1.5粗饲料加工

6.2气相爆破技术在制药行业的应用

6.2.1中药加工提取过程中的问题

6.2.2气相爆破中药有效成分的提取

6.2.3中药气相爆破炮制

6.2.4以气相爆破技术为核心的药用植物资源生态产业

6.3气相爆破技术在生物能领域的应用

6.3.1生物能领域的原料预处理问题

6.3.2气相爆破技术处理生物能原料的优势

6.3.3气相爆破技术在生物能领域的典型应用

6.4气相爆破技术在生物基材料领域的应用

6.4.1气相爆破提取天然纺织纤维

6.4.2气相爆破制备天然纤维素纳米纤维

6.4.3气相爆破秸秆制备人造板

6.4.4气相爆破秸秆制备溶解浆

6.4.5气相爆破秸秆液化制备聚氨酯泡沫

6.4.6蛋白纤维加工

6.5气相爆破技术在化学品领域的应用

6.5.1草酸

6.5.2糠醛

6.5.3乙酰丙酸

6.5.4低聚木糖/木糖/木糖醇

6.5.5柠檬酸

6.5.6黄原胶

6.5.7酚酸类物质

6.5.8二氧化硅

6.5.9气相爆破技术生产化学品实例

6.6气相爆破技术在环境保护领域的应用

6.6.1固体废物危害和处理

6.6.2有机肥料加工

6.6.3造纸工业中的应用

6.6.4气相爆破秸秆制备环保材料

参考文献

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编辑推荐

　　原创性较强，内容系统全面。

前言

　　蒸汽爆破（steamexplosion）技术被认为是一种最经济高效的生物质预处理技术。蒸汽爆破是将固体物料，特别是木质纤维素原料用饱和蒸汽或高压气体处理一定时间后，瞬间降至常压的过程。1928年，美国的W?H?Mason首先发明了蒸汽爆破技术，当时该技术使用7～8MPa的饱和水蒸气作为介质进行蒸汽爆破，只用于纤维板制备的研究。因该技术爆破压力高，难以推广。从20世纪80年代开始，该技术又重新得到重视。

　　经过几十年的发展，蒸汽爆破技术已取得长足的进步，国内外大多数研究仍然是先用化学药品预处理生物质原料。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。进而推广到烟草加工、中草药提取、麻纤维清洁脱胶等行业领域。

　　在蒸汽爆破的基础上，作者将爆破介质由传统的水蒸气拓宽到混合气相介质，开发了惰性介质气相爆破和混合介质气相爆破，将蒸汽爆破技术深化完善到梯度温度气相爆破工艺和中草药处理等低温气相爆破工艺；进而发明了以气爆技术为核心的一系列清洁、高效、经济的组合处理技术体系，实现了生物质组分清洁高效分离。爆破技术已不再局限于单一的水蒸气爆破，其介质已提升到依据工艺要求的多种气体排列组合的气相介质。基于汽爆介质由水蒸气介质发展到多种气体介质，因此将蒸汽爆破统称为气相爆破（gasphaseexplosion），旨在丰富和提升传统水蒸气爆破技术。目前，气相爆破技术的应用领域主要是面向生物质原料，其共同目的是实现生物质多组分的分离利用，即生物质炼制(biomassrefining)。

　　2006年我们出版了国内第一本介绍蒸汽爆破技术的专著，如今，将我们几十年来有关气相爆破技术的研究成果与国内外的同行进行交流，查阅大量文献，结合我们自身的工作，撰写了《气相爆破技术与生物质炼制》一书，希望借此书抛砖引玉，促进气相爆破技术更好地广泛应用！

　　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。作者在该方面的研究得到了国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家863计划和中国科学院知识创新工程重要方向性项目的资助；另外，我的二十几位硕士和博士研究生的研究工作构成了本书的重要素材，特别是张玉针、马力通、李冠华、赵军英、王宁、隋文杰等参与了本书中部分章节写作和许多文字整理工作。在本书编著过程中，参考了大量国内外前辈和同行们撰写的书籍和期刊论文资料，在此一并表示衷心的感谢。

　　书中如有不当之处，诚请读者批评指正，并欢迎来函指导。

　　陈洪章

　　2013年10月于北京市中关村北二街1号（100190）

　　中国科学院过程工程研究所

　　E?mail:

hzchen@home?ipe?ac?cn