超声辅助甘蔗渣脱矿处理：一种高效快速的生物质预处理技术

本文推荐一种基于超声（US）辅助的甘蔗渣脱矿（UAD）创新方法，通过优化频率（45?kHz）、振幅（70%）、酸浓度（1?mol?L?1 H2SO4）等参数，实现90%无机成分（AAEM及Al、Fe等）1分钟内高效去除，为生物燃料生产提供绿色预处理方案。

　　

亮点

超声辅助脱矿（UAD）技术成功应用于甘蔗渣无机成分（AAEM及Al、Ba等12种元素）高效去除，最佳条件（45?kHz/70%振幅/1?mol?L^?1 H₂SO₄/50?°C/30分钟）实现近100%脱矿率，25克原料处理规模下90%效率始于首分钟。

仪器设备

采用玛康尼刀磨机（MA048）粉碎甘蔗渣，超声波系统（25/45?kHz，100?W）结合ICP OES（EN ISO 16967标准）监测元素含量，声场分布与功率传递经严格标定。

甘蔗渣元素组成

原始甘蔗渣中Al、Ca、K等无机成分含量经ICP OES定量（见表2），为脱矿效率计算提供基准数据。

超声系统映射

声场分布与功率传递特性研究揭示45?kHz系统在液体介质中产生更均匀的声空化（acoustic cavitation）效应，微射流与冲击波加速矿物溶出。

结论

UAD技术以温和条件（常压/50?°C）实现甘蔗渣快速脱矿，1?mol?L^?1 H₂SO₄处理10分钟即可高效去除无机物，为生物质精炼提供可持续解决方案。