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