巨菌草纤维特性分析及其木素结构表征

对巨菌草纤维形态、化学成分组成、木素结构及其微区分布进行了研究。利用纤维质量分析仪(FQA)测得纤维平均长度为0.95 mm,宽度为23.1μm,长宽比为41.1。高效液相色谱(HPLC)定量分析碱性硝基苯氧化产物确定巨菌草木素结构为典型的GSH型。利用核磁共振磷谱(31P-NMR)定量分析木素各酚羟基功能基团,结果显示脂肪族羟基含量最高,为3.96 mmol/g,其中非缩合型羟基占总酚羟基的比例较大,为96.3%;二维核磁共振(2D-HSQC NMR)波谱分析表明,β-O-4'芳基醚键结构比例最高,为84.4%;其次为β-β'树脂醇结构和β-5'苯基香豆满结构,所占比例分别为9.9%和5.7%;在芳香区含有大量的紫丁香基和愈创木基结构单元,其中S/G比例为1.25。共聚焦拉曼光谱(CRM)分析表明,木素在细胞不同区域的浓度由大到小的顺序为细胞角隅CC复合胞间层CML次生细胞壁SW;羟基肉桂酸的浓度分布规律与木素的分布变化相似,但其浓度低于木素的浓度。     

巨菌草的生物结构及制浆造纸性能

对巨菌草的生物结构和化学组分进行分析,并对巨菌草的硫酸盐法制浆性能进行了初步研究。结果显示:巨菌草具有禾本科生物结构的显著特点,含有薄壁细胞、导管和纤维组织带;巨菌草的纤维平均长度为0.91 mm,宽度为21.1μm,长宽比值为43.3,壁腔比为0.8;巨菌草的硝酸-乙醇纤维素含量达39.09%,而酸不溶木素（12.03%）、聚戊糖（22.75%）和灰分（5.9%）含量相对较低,这些特点使其易于蒸煮,化学药品消耗低,制浆得率高,容易打浆,是比较适合制浆造纸的非木材纤维原料;巨菌草的硫酸盐法制浆造纸性能良好,抄片的裂断长为2.73 km,撕裂指数为11.568 m N·m²·g^-1,耐破度为1.846 kPa·m²·g^-1。     

巨菌草化学机械法制浆预浸渍工艺探究

本研究以巨菌草为原料,采用化学机械法制浆工艺,通过单因素实验,从用碱量、反应温度、反应时间3方面探究预浸渍工艺对纸浆化学组分、纤维形态及其纸张物理强度的影响。结果表明,用碱量对纸浆综纤维素含量影响较大,反应温度、反应时间的升高均对增强纸张物理性能有积极作用,巨菌草化学机械法制浆最适预浸渍工艺条件为用碱量8%、反应温度90℃、反应时间60 min。在此工艺条件下,巨菌草化学机械浆性能及其纸张物理强度均良好,纸浆的综纤维素含量为79.2%,纤维素含量为62.5%,半纤维素含量为16.8%,木质素含量为17.8%,纤维平均长度为0.75 mm,粗度为0.14 mg/m,细小纤维面积比为16.9%,平均宽度为22.3μm,纸张抗张指数为42.8 N·m/g,撕裂指数为4.70 mN·m²/g,耐破指数为1.87 kPa·m²/g。     

不同生长期绿洲一号和巨菌草制浆性能探讨

采用超声辅助预处理及蒸煮对1年、2年和3年不同生长期的绿洲一号及巨菌草的制浆性能进行了评价。结果表明,在相同制浆工艺条件下(超声波预处理用碱量4%,硫化度2%,超声时间2 h;蒸煮用碱量6%,硫化度0,固液比1∶4,最高温度170℃,保温时间1 h),3年生巨菌草较适合作为制浆原料,其制浆的粗浆得率49.3%,卡伯值14.5,纸浆黏度850.63 mL/g,白度39.3%。超声波预处理液中木素含量4.3 g/L,还原糖含量2.9 g/L,蒸煮黑液中木素含量2.9 g/L,还原糖含量5.7 g/L。抄造纸张抗张指数56.4 N·m/g,撕裂指数20.5 mN·m~2/g,耐破指数2.35 kPa·m~2/g。     

基于Arduino的菌草切割试验台的设计

设计了可以调节刀具角度的菌草切割试验台,并以Arduino做为核心控制器件开发了控制系统,该系统不仅可以调节电机的转速,同时也能检测试验台在切割过程中产生的扭矩和转速,可以为进一步的菌草切割机的研发提供试验数据和设计参考。     

木素分布的测定方法及研究展

纤维原料中木素的存在和分布在制浆造纸过程中起着重要作用。本文对木素分布的几种主要研究方法、测定原理及其研究进展进行阐述。     

半纤维素对浆纸质量的影响

随着高得率浆的发展以及农业废弃物的不断开发和利用,半纤维素的研究倍加受到人们的重视。以往的研究主要集中在半纤维素的提取工艺和结构特征的探讨方面,本文则主要从纸浆中半纤维素的存在方式,半纤维素制浆过程中的变化以及半纤维素对纸浆特性和成纸性能的影响等方面做了分析和综述。     

木素的生物降解及酶的作用

木素的降解是木质纤维原料利用的重要处理环节。在制浆过程中，木素在一定的温度、压力和PH值下发生降解，放生产纸浆的同时也带来了能量消耗高、污染状况严重的问题。为了在降低能源消耗、控制环境污染的前提下持续地发展制浆造纸工业，制浆造纸工作者不断地进行着探索和努力。生物技术由于节省能耗、减轻污染以及独特的反应适应性等特点，近年来引起了制浆造纸工作者的兴趣和重视。制浆造纸工业的基本原料是木材和禾本科植物茎秆，化学法制浆是这些纤维原料的化学处理过程，制浆废液也是其在化学作用下的降解产物，而自然界中最重要的生…     

植物细胞壁中木素的不均一性

本文综述了植物细胞壁中木素的不均一分布特点.根据细胞壁不同层、不同的反应木及不同细胞类型,木素的数量、浓度及化学特性都不同.     

生物质发电厂燃料适用预处理技术应用现状——以探讨巨菌草的干燥预处理技术为例

对国内生物质发电厂燃料适用预处理技术应用进行综述,结合南方甘蔗糖厂蔗渣的干燥预处理工艺,着重探讨了巨菌草等生物质燃料适用干燥预处理技术和效益问题。     

生物质原料的酶解及其在制浆造纸工业中的应用

纤维素、半纤维素和木素是主要的生物质原料,它们对自然界的碳循环是必不可少的.每种聚合物都可被能产生协同作用的酶系的多种微生物降解.不久的将来,基于微生物和酶的新工艺会引起新的环境友好技术.主要介绍了三大生物质原料的生物降解所需要的微生物和酶,对主要酶的作用机制和分子生物学进展也进行了阐述,另外概述了基于木质纤维原料酶水解的生物制浆和生物漂白的研究进展.     

三倍体毛白杨木素微区分布的研究

该文对三倍体毛白杨各部位的纤维形态学参数进行了测定，发现各部位纤维长宽比、壁腔比、细小组分含量等值略有不同，纤维形态也存在差异。重点研究了三倍体毛白杨超微结构及木素的微区分布；用SEM、SEM－EDXA、TEM技术研究,发现超微结构属典型的分层结构，分为P、S1、S2、S3层，S1层较薄，S2层厚、S3层不明显。木素在各形态区中的分布是不均一的，其密度大小服从CC＞CML＞S2。     

沙柳的超微结构及其木素微区分布的研究

采用光学显微镜(LM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜结合X射线能谱仪(SEM-EDXA)及共聚焦激光扫描显微镜法(CLSM)研究了沙柳(Salix psammophila)的超微结构及其木素在各形态区的分布.结果表明,沙柳纤维细胞壁分为初生壁(P)、胞间层(ML)及次生壁(S)层,且细胞角隅胞间层(CCML)、胞间层(CML)、次生壁中层(S2)的木素浓度比为1.96:1.33:1;同时,CLSM图像(530 nm)显示,导管和胞间层中的木素浓度比纤维细胞中的木素浓度高.     

竹材深度预水解-硫酸盐法制备溶解浆工艺的探究

以毛竹为原料,采用预水解-硫酸盐法制备竹溶解浆,探究了预水解时间、蒸煮保温时间以及用碱量对竹材半纤维素和木质素降解溶出效果的影响。结果表明,预水解处理可以有效溶出竹材中的半纤维素,延长预水解时间可以大幅度降低竹材中半纤维素含量、增加水解液中单糖和总糖质量浓度,实现半纤维素的有效脱除;同时,溶出半纤维素使竹材的孔洞数量增加,结构松散,有利于后续蒸煮阶段药液渗透和木质素降解溶出。经预水解时间160 min的条件处理,竹材的纤维素含量为57.4%、半纤维素含量为7.2%、得率为66.8%,其水解液中木糖单糖和木糖总糖质量浓度达到最大值,分别为12.9和23.1 g/L。在硫酸盐法蒸煮过程中,提高用碱量和延长蒸煮保温时间,均可以实现竹溶解浆中木质素和半纤维素的脱除,从而降低竹溶解浆的卡伯值和聚戊糖含量、提高其α-纤维素含量。在用碱量（以NaOH计） 20%、硫化度27%、液比1∶4、蒸煮温度170℃、蒸煮保温时间90 min的条件下,所得竹溶解浆的卡伯值为7.5、聚戊糖含量为2.1%、α-纤维素含量为90.8%、黏度为740 mL/g。     

纤维化学组分变化对纸张物理强度的影响研究

对半纤维素和木素在非木材纤维的纸张抄造过程中的作用进行了阐述,指出了脱除和保留一定量的半纤维素和木素对纸张物理强度和纸页性能的影响。     

木质纤维生物质组分新型分离方法的研究进展

木质纤维生物质是地球上最丰富的可再生资源,被认为是最有希望的化石资源替代物。如何有效地将木质纤维原料转化生物材料、化学品和生物燃料等高值产品是科技工作者一直研究的热点课题。探索高效绿色的分离技术,将木质纤维生物质分解为易于转化的纤维素、半纤维素和木质素,是实现木质纤维资源高值化、多元化利用的关键。本文旨在介绍木质纤维生物质全组分分离工艺的研究进展,重点介绍4种新型的组分分离方法,包括有机溶剂法、离子液体法、低共熔溶剂法,以及“木质素优先”策略下催化分离法,探讨了上述新型分离方法的发展现状和产业化过程中面临的挑战,并展望了其未来发展的前景。     

有机溶剂法分离木质纤维组分进展

本文简述了利用有机溶剂法分离木质纤维类生物质中纤维素、木质素和半纤维素的原理及应用,概括了有机溶剂法的优缺点,针对几种典型有机溶剂法分离技术进行了概述,并对有机溶剂法分离木质纤维组分进行了总结和展望。     

碱预处理耦合三元DES体系对提高桉木组分分离效率的研究

本研究探索了一种氢氧化钾预处理耦合三元低共熔溶剂（DES）两段处理法,并用于分离桉木组分。首先采用单因素和Box-Behnken法优化了碱预处理分离桉木半纤维素的工艺条件,然后探究了碱预处理耦合三元DES两段处理桉木的微观形貌、比表面积、结晶度等。结果表明,优化后的氢氧化钾处理工艺条件为：处理温度76℃、处理时间5 h、氢氧化钾质量分数15%,此时半纤维素去除率可达（77.1±0.2）%。经碱预处理耦合三元DES(固液比1∶20 （g∶m L）、反应时间30 min、反应温度90℃)两段处理后,桉木中纤维素、半纤维素和木质素形成的致密结构被打破,半纤维素去除率达83.3%,木质素去除率达96.5%,纤维素保留率达91.0%,比表面积和相对结晶度分别达0.901 5 m²/g和89.7%,显著提升了后续溶剂或生物酶的接触表面积。     

Structure and digestibility of tissues in normal and brown midrib pearl millet (Pennisetum glaucum)

The tissues in leaf blades, midribs, sheaths and stems of normal (N), 5848, and two brown midrib (bmr) mutants, 5753 and 5778, of pearl millet (Pennisetum glaucum (L) R Br) were examined for structural characteristics related to digestibility. The anatomies of the various plant parts were not substantially different between N and bmr plants. The more rigid, lignified tissues such as vascular bundles in all plant parts and the rind of stems were not digested after incubation for 7 days in N or bmr plants, indicating that modifications in these tissues were not sufficient to affect biodegradation. Modifications in the digestible tissues resulted in faster and more extensive degradation in bmr plants, and these changes appear to be the most significant in relation to biodegradation. The parenchyma of midveins and stems, which occupies c 70 and 60% of the cross-sectional area of these respective parts, were the sites where modification in phenolics resulted in the greatest improvement in digestibility.     

木质素与半纤维素对稻草秸秆酶解的影响

分别采用稀酸和酸碱顺序两种方法处理稻草秸秆,20 FPU/g(底物干重)的纤维素酶、底物质量浓度为80 g/L,45℃酶解72 h。结果表明,木质素与半纤维素对纤维素转化为葡萄糖都有较大影响,稀酸处理的秸秆酶解纤维素转化率(43.4%,葡萄糖质量浓度24.1 g/L)是未处理秸秆(16.8%,葡萄糖质量浓度6.2 g/L)的2.6倍,而酸碱顺序处理的秸秆(60.6%,葡萄糖质量浓度47.7 g/L)则是未处理秸秆的3.6倍。采用上述两种方法处理秸秆后,秸秆木质素和半纤维素被移去,秸秆结构发生改变,从而秸秆纤维更易受纤维素酶的攻击,并且秸秆木质素和半纤维素质量分数越低,纤维素的酶解得率就越高。