《稻麥秸稈超細粉碎及其物性表征與改性機理》是依託中國農業大學，由韓魯佳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：稻麥秸稈超細粉碎及其物性表征與改性機理
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：韓魯佳
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在深入研究比較不同稻、麥秸稈的化學組成、工業組成，元素組成以及熱解特性的異同的基礎上，研究經常規粉碎方法製備的不同粒徑稻、麥秸稈的物相結構及其理化特性差異；利用CJM-SY-B納米衝擊磨，研究物料水分含量、磨介質充填率、進料粒徑、粉碎時間等工藝參數對秸稈超細粉碎效果的影響，進行秸稈超細粉碎的工藝參數最佳化；研究超細化秸稈粉體解團聚方法；研究表征超細秸稈粉體的物相結構和纖維素、半纖維素、木質素、可溶性纖維、不可溶性纖維等化學組成以及持水力、膨脹力、親油性、陽離子交換能力等功能特性的變化規律及其相關性，揭示超細粉碎秸稈的改性機理。研究超細粉碎對提高秸稈液化、水解的作用效果以及超細化秸稈粉體作為增稠劑、穩定劑、表面活性劑套用的可行性，探索秸稈高值化、創新利用新技術途徑。研究工作對於系統掌握不同尺度介觀下粉碎秸稈物料的行為特徵具有重要科學意義，對於促進秸稈高效、高值、全生物量利用具有實際套用價值。
結題摘要
研究比較不同稻、麥、玉米等秸稈的化學組成、工業組成、元素組成及熱解特性的異同。研究了經不同機械粉碎方法製備的不同粒徑秸稈的物相結構及其理化特性差異，系統表征了超細秸稈粉體的表面特性、結晶度等物相結構以及纖維素、半纖維素、木質素、可溶性纖維、不可溶性纖維等化學組成和持水力、膨脹力、親油性、陽離子交換能力等功能特性的變化規律及其相關性，結果顯示超細粉碎粉體呈現出特異的理化特性。利用CJM-SY-B納米衝擊磨，研究磨介質充填率、進料粒徑、粉碎時間等工藝參數對秸稈超細粉碎效果的影響，進行秸稈超細粉碎的工藝參數最佳化。製備了植物尺度（＜1mm）、組織尺度（500-100μm）和細胞尺度（50-30μm）等不同尺度的玉米芯粉體，深入研究了不同尺度機械粉碎預處理對秸稈微觀結構和酶解效率的作用效果，結果顯示，細胞尺度的超微粉碎粉體呈現出特異的微觀結構特徵：玉米芯的網狀纖維結構崩塌，纖維內部孔隙暴露於粉體表面致使比表面積顯著增大，纖維素結晶度降低，表面纖維素/半纖維素的相對比例增加，以上微觀結構的改變大大提高了細胞尺度超微粉碎粉體的酶解效率。在此基礎上，進一步量化了秸稈超細粉體粒度與結晶性和酶解葡萄糖產量的相關關係，揭示了超細粉碎秸稈的改性機理。研究了超細粉碎過程中秸稈粉體的團聚規律及解團聚方法；開展了超細粉碎處理技術在秸稈等生物質原料高值化以及創新利用中的套用探索，試驗研究了超細粉碎對提高秸稈液化、水解、酶解的作用效果和效率以及超細化預處理對提高茶粉功能性、穩定性等的作用效果。項目執行期間，發表標註資助論文10篇，其中SCI/EI收錄論文8篇；培養博士研究生2名，碩士研究生3名。項目研究成果對於系統掌握不同尺度介觀下機械粉碎物料的行為特徵具有重要科學意義，對於促進秸稈高效、高值、全生物量利用具有實際套用價值。
