关于水热处理过程中木糖残渣降解的研究

《Canadian Journal of Chemical Engineering》：Study on the degradation of xylose residue in hydrothermal treatment process

木糖渣热水解制备生物炭的关键影响因素及产物特性研究。在200-320℃条件下，温度显著影响产物：质量产率、挥发性物质和黑度值随温度升高而下降，固定碳含量和热值提升。最佳条件生物炭碘值达89.03 g/kg，DBP值190 cm3/g，接近商业碳黑。生物油主要成分为酮类（29.54%）、酚类（32.84%）及有机酸和糠醛。气体产物中CO?占比90%，H?、CO、CH?等清洁能源虽少但具潜力。研究为废糖渣高值化利用提供新思路。

　　

摘要

在热液处理（HTP）过程中，研究了不同温度、停留时间、固液比和颗粒大小对木糖残基（XR）的降解情况。为了获得制备高性能水碳化物的工艺条件，对液体、气体和固体（水碳化物）产品的性质进行了分析。结果表明，温度是影响热液处理过程的最重要因素。随着温度从200°C升至320°C，水碳化物的质量产率（MY）、挥发分（VM）和黑度值降低，而固定碳（FC）含量和高热值（HHV）增加。与原始木糖相比，水碳化物的挥发分从87.97%降至30.3%，固定碳含量从8.23%升至68.91%，高热值从17.88 MJ/kg升至28.62 MJ/kg。从水碳化物中获得的最佳参数为碘值89.03 g/kg和DBP值190 cm3/g，这些参数与商业炭黑相当。气相色谱-质谱（GC–MS）分析表明，酮类、酚类、有机酸和呋喃类是生物油的主要成分（最大产率为19.22%）。酮类和酚类的含量随温度升高而增加，最高相对含量分别达到29.54%和32.84%。在320°C时，气体和损失产物的产率达到最高，为61.31%。气相组分中CO?占主导地位，约占90%。H?、CO和CH?虽然是清洁高效的能源，但其含量较低。本研究旨在将木糖残基转化为高附加值产品，并为废弃物资源化利用提供了新的思路。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

同行评审

为了保证透明度，与本文相关的同行评审文件可在以下链接查看：https://doi.org/10.1002/cjce.70396。

第二轮评审
编辑决定函	2026/03/05
评审员1报告	2026/02/28
评审员1报告附件1	2026/02/28
第一轮评审
编辑决定函	2025/11/08
编辑决定函附件1	2025/11/08
评审员1报告	2025/10/05
评审员1报告附件1	2025/10/05

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向相应作者索取。由于隐私或伦理限制，这些数据并未公开。