竹材预水解过程中木质素对半纤维素溶出的抑制作用

以竹片为研究对象,分析预水解过程中半纤维素脱除率与木质素脱除率的关联性,特别是预水解后期木质素对半纤维素溶出的影响。将竹片用植物粉碎机粉碎后,取40～60目竹粉模拟预水解实验,分析竹粉在预水解过程中的孔隙变化,结合预水解过程中竹片表面微观结构变化及木质素的迁移行为,探讨木质素对半纤维素溶出的抑制作用。结果表明,预水解过程中,半纤维素的脱除率与木质素存在一定关系;预水解前期,木质素和半纤维素同时降解溶出;预水解至一段时间后,木质素和半纤维素脱除率均达到最大值。继续预水解,木质素脱除率急剧下降,而半纤维素脱除率不再提高。环境扫描电子显微镜(ESEM)分析显示预水解后期的竹片表面基本被疏水木质素涂层覆盖,疏水涂层的存在可能会阻碍半纤维素的降解溶出。竹粉的模拟实验结果也证实了预水解后期竹粉的孔体积和孔径明显下降。因此,预水解固体基质中较高的木质素含量及由木质素迁移导致的纤维表面和纤维孔隙结构变化是阻碍预水解后期半纤维素进一步溶出的主要原因。     

桉木热水预水解过程中木糖反应动力学的研究

研究了桉木热水预水解生成木糖水解液的反应动力学,分别测定了不同热水预水解条件下木糖质量浓度及其降解产物糠醛的质量浓度。研究表明,以木糖质量浓度及糠醛的质量浓度为指标,确定桉木最佳热水预水解条件为:液比1∶8,水解温度170℃,保温时间105 min。此条件下,预水解液中木糖和糠醛质量浓度分别为7. 97 g/L、1. 74 g/L,桉木热水预水解生成木糖的反应活化能为72. 62 kJ/mol。     

P因子对桉木水预水解及后续KP法制浆的影响

利用水预水解法先提取桉木片中的半纤维素,然后对水解后的木片进行硫酸盐法蒸煮。探讨了P因子(预水解因子)与水预水解及后续KP法制浆结果之间的关系,研究了水预水解提取液中戊糖和糠醛等成分随P因子变化的特点,以及P因子与浆料得率、卡伯值、黏度及物理强度之间的关系,分析了P因子变化对提取液和黑液中糖类组分的影响。     

楠竹水预水解半纤维素溶出动力学的研究

以楠竹为原料,在液比1∶10、温度140～170℃、保温时间0～300 min范围内进行了水预水解半纤维素溶出动力学的研究,经数据拟合得到水解反应动力学参数。研究表明,楠竹在140～170℃内,半纤维素水解存在明显的快反应和慢反应,其反应的活化能分别为83.29 kJ/mol和138.79 kJ/mol;温度对水预水解影响很大,在水预水解过程中必须严格控制反应温度,以达到在短时间内去除半纤维素、减少纤维素降解的目的。     

乙酸强化水热预水解对相思木半纤维素溶出及组分与结构的影响

在170℃下,分别采用水热预水解法和1.0%（质量分数）乙酸强化水热预水解法抽提相思木,通过乙醇沉淀法回收预水解液中的半纤维素,分析了乙酸对预水解液中溶解半纤维素的化学组分及含量、乙醇沉淀半纤维素回收率及其组分和结构的影响。结果表明,乙酸可显著提高预水解液中低聚糖和总糖含量;在170℃下预处理35 min时,乙醇沉淀半纤维素回收率最大;离子色谱和紫外光谱分析结果表明,乙酸强化水热预水解乙醇沉淀半纤维素的化学组分与水热预水解乙醇沉淀半纤维素相同,但木糖和木素含量较高,而阿拉伯糖和半乳糖含量偏低;凝胶色谱分析结果表明,乙酸强化水热预水解乙醇沉淀半纤维素平均分子质量低于水热预水解乙醇沉淀半纤维素;核磁共振分析结果表明,乙酸强化水热预水解乙醇沉淀半纤维素聚木糖主链上残留阿拉伯糖支链较少,有明显木素 碳水化合物复合体（LCC）存在。     

杨木半纤维素在乙酸-乙酸钠缓冲体系预水解过程中的溶出规律

研究了乙酸-乙酸钠缓冲体系对杨木木片进行预水解过程中半纤维素的溶出规律。结果表明,缓冲溶液浓度(50~150 mmol/L)对半纤维素溶出的影响较小,而体系p H值(3.0~4.2)影响显著。随着预水解体系p H值的降低,水解液中总糖和单糖含量逐渐增加,p H值为3.4时低聚糖含量达最大值。与以水为介质的热水预水解相比,乙酸-乙酸钠缓冲体系可促进半纤维素溶出,抑制糖类物质(尤其是单糖)的进一步降解,可获得更多的低聚糖和单糖。在缓冲溶液浓度100 mmol/L、p H值3.4的优化条件下,乙酸-乙酸钠缓冲体系预水解液中低聚糖和单糖含量分别为6.47 g/L和2.47 g/L,降解产物乙酸和糠醛的含量分别比热水预水解减少了46%和47%。     

桉木水预水解提取液糖类组分分析及酒精发酵条件的初步研究

本文针对桉木制浆前水预水解提取半纤维素的方式,对不同工艺条件下的预水解提取液进行了糖类组分分析和发酵产酒精条件的研究。对糖类组分的分析结果表明,水预水解提取液中含有木糖和阿拉伯糖等五碳糖、葡萄糖和半乳糖等六碳糖、以及纤维二糖,水预水解工艺条件对提取液中糖类组分的含量有很大的影响,最高木糖含量（16．56g／L）的样品来自1600C下保温250min条件下所得的浓提取液。利用水预水解提取液进行酒精发酵的试验结果表明,当温度为33。C、初始pH为5．0、酵母接种量10％、100mL瓶装发酵液80mL时,总糖转化成酒精得率达到0．42g／g。结果表明控制工艺条件得到的桉木水预水解提取液具有较好的可发酵性及潜在的应用前景。     

玉米秸秆酸催化预水解过程中纤维素和半纤维素变化规律研究

采用正交实验分析法,通过考察预水解后固相中半纤维素去除率、纤维素保留率以及液相中木糖和葡萄糖的含量,探讨了在液比为1∶5的条件下,处理温度、保温时间和冰乙酸用量对玉米秸秆酸催化预水解过程的影响,进而为玉米秸秆农业废弃物的高值化利用提供一定的理论基础。结果表明,在处理温度190℃、冰乙酸用量1%、保温时间120 min时半纤维素去除率最高,而处理温度、保温时间以及冰乙酸用量对纤维素保留率的影响均不显著。液相中的木糖含量在冰乙酸用量2%、处理温度180℃、保温时间120 min时较高;而液相中的葡萄糖含量在冰乙酸用量3%、处理温度170℃、保温时间30 min时较高。     

热水预抽提木质生物质中半纤维素的研究

对热水预处理法抽提半纤维素的研究进行了综述,该方法成本低、对环境无污染,能耗低、半纤维素的水解率和回收率高,具有很好的发展前景。     

热水预提取半纤维素在造纸中的应用

文章对热水预提取半纤维素技术的原理及其在造纸工业中的应用进行了综述。生物质精炼技术与制浆造纸工业相结合,既可以做到生物质资源的充分、可持续利用,又能为造纸企业带来可观的经济效益。     

Extraction of Hemicellulose from Acacia Wood via Autohydrolysis and Ethanol Precipitation

Isolation and utilization of hemicellulose are important processes in the pulp mill-based biorefinery. Considering the potential end use of the hemicellulose,this study investigated the concentration of monomeric and oligomeric sugars in the hydrolysate derived from autohydrolysis of acacia wood and the obtainment of these sugars via ethanol precipitation. The rate of generation of monomers and oligomers increased dramatically with an increase of the temperature from 160℃ to 180℃. The maximum content of oligomers and total sugars was achieved under conditions of 180℃ and 10 min,170℃ and 85 min,respectively. Interestingly,the maximum yield of hemicellulose via ethanol precipitation was achieved in a much shorter time,compared with the maximum yield of oligomer from the hydrolysate by autohydrolysis. A 6. 66 g / L quantity of hemicellulose was obtained by intensifying the conditions of ethanol precipitation. The hemicellulose characteristics were analyzed by Fourier transform infrared,nuclear magnetic resonance,and ultraviolet spectroscopy,and the molecular weight was determined by gel permeation chromatography and thermal analysis.     

速生杨半纤维素的分级分离、物化特性以及均相酯化

在20℃下分别用质量分数为1．5％、3．0％、5．O％、7．5％和8．5％的NaOH溶液抽提脱蜡及部分脱木素后的速生杨木16h,分别可得到65．6％、71．6％、73．8％、85．6％和89．3％的原半纤维素。木聚糖是速生杨细胞壁中最主要的半纤维素。用FT-IR,”CNMR,GPC来进一步确定分离得到的5种半纤维素样品的特性,结果表明：半纤维素包含了1条由D-吡喃木糖基通过卢．1,4键连接起来的主链。分别用丙酰氯、己酰氯、十二酰氯和十六酰氯将在20℃、8．5％NaOH溶液抽提16h得到的半纤维素酯化,反应在均相的N,N．二甲基酰胺（DMF）／LiCl体系中进行,用4-二甲氨基吡啶作催化剂．用三乙胺作中和剂。初步考查了酰氯／无水木糖单元的摩尔比、三乙胺浓度、反应时间和温度对半纤维素衍生物得率和取代度的影响。在给定反应条件下,取代度在0．44和1．44之间。在最佳反应条件下,摩尔比为3：1、反应温度为75cc和反应时间为40min时,半纤维素中70％的羟基被十六酰化。从相对分子质量测定的结果可以看出（相对分子质量为48000127200g／m01）：在60～75℃、25～40min的快速反应中,大相对分子质量的半纤维素只发生了很小程度的降解。     

新型溶剂体系处理对棉秆半纤维素分离效果初探

初步探究了8种新型溶剂体系处理对棉秆半纤维素的分离效果。结果表明,基于不同溶剂体系处理棉秆,再经二甲基亚砜(DMSO)抽提,可实现半纤维素组分的分离;由于处理体系性质不同,导致分离所得半纤维素的结构差异较大。其中,碱性溶剂体系分离得到的半纤维素纯度较好,主要由聚木糖组成,同时含有一定量来源于木糖聚葡萄糖的葡萄糖;而采用近中性体系,如八丁基氟化铵/二甲基亚砜、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐/二甲基亚砜、1,3-二甲基丙撑脲/二甲基亚砜及N-甲基吗啉氧化物/二甲基亚砜分离得到的半纤维素中含有大量来源于纤维素的葡萄糖,表明近中性溶剂体系不适宜用于高纯半纤维素的分离。     

漂白硫酸盐木浆生产线改产溶解浆工程实践

本文结合工程实例,通过对既有漂白硫酸盐木浆生产线改造,实现漂白硫酸盐木浆生产线兼产溶解浆的工程概况进行了介绍.对既有设备材质更换,新增预水解系统、蒸汽系统、水系统、化学品等系统改造进行了阐述,并对碱回收系统的影响进行了介绍.实践证明,传统硫酸盐制浆改造为溶解浆是可行的,改造后企业可根据市场情况切换浆种,从而实现最大盈利...     

Comparative Study of Water-soluble and Alkali-soluble Hemicelluloses Extracted by Hydrothermal Pretreatment

The purpose of this study was to explore the differences of the hemicelluloses extracted by hydrothermal pretreatment using water and alkaline solutions(Na OH or KOH). The physicochemical properties and structural characteristics of two water-soluble and four alkali-soluble hemicelluloses extracted from the triploid of Populus tomentosa Carr. through the hydrothermal pretreatment were comparatively studied. It was observed that the alkalis(Na OH and KOH) were more effective than distilled water as extractants. Sugar analysis showed that xylose(66.83%~86.49%) was the major constituent, followed by glucose(6.83%~18.49%). Mannose(1.40%~8.42%), galactose(2.17%~4.05%), and arabinose(0.21%~2.26%) were also detected in the hemicellulosic fractions. The results of gelpermeation chromatography(GPC) indicated that the hemicelluloses extracted using the alkaline solutions had relatively higher molecular weights than those solubilized in distilled water. Further, based on spectroscopic ~1Hnuclear magnetic resonance(~1H-NMR) and two-dimensional heteronuclear singular quantum correlation(2D-HSQC) analyses, it was confirmed that the hemicellulosic fractions had a major structure of(1→4)-b-D-xylan and a minor structure of(1→4)-a-D-glucan with small amounts of substituted sugars and glucuronic acid attached.     

木质纤维生物质半纤维素分离研究进展

在一体化的木质纤维生物质精炼过程中,选择性分离半纤维素非常关键。本文对传统和新型溶剂体系分离半纤维素的方法进行了详细综述,综合阐述了国内外研究学者在半纤维素分离方面的相关研究成果,并对不同的分离方法进行了比较和讨论。     

大叶相思制CTMP及配抄箱纸板

对大叶相思木材的纤维形态、化学组分进行了分析,并对木材制CTMP及其配抄纸板进行了研究。结果表明,此种木材虽纤维长度偏短,但纤维系含量较高,壁腔比小,木素含量高,采用NaOH和Na2SO3 混合液浸渍的一般磨浆工艺能生产出高得率的CTMP,配抄箱纸要的以质量符合国家要求。     

半纤维素-甲基纤维素复合膜的制备及其性能分析

将甲基纤维素和山梨醇分别添加到半纤维素中制备半纤维素-甲基纤维素复合膜及半纤维素-山梨醇复合膜,对复合膜的成膜性和强度性能进行分析,并探讨半纤维素-甲基纤维素及半纤维素-山梨醇混合溶液的粒径和Zeta电位。结果表明,随着甲基纤维素质量分数增加,半纤维素-甲基纤维素混合溶液粒径先增大后减小;Zeta电位则随着甲基纤维素质量分数的增加先降低后提高,甲基纤维素质量分数为75%时,半纤维素-甲基纤维素混合溶液的Zeta电位达到最小值。当甲基纤维素质量分数为35%时,可形成完整的半纤维素-甲基纤维素复合膜,增加甲基纤维素质量分数,复合膜强度提高;当甲基纤维素质量分数为75%时,复合膜强度最大,但继续增加甲基纤维素的质量分数,复合膜强度降低。山梨醇质量分数为35%～50%时,可形成完整的半纤维素-山梨醇复合膜,且随着山梨醇质量分数增加,复合膜强度降低。     

毛竹半纤维素热解特性研究

采用蒸馏水、2%NaOH和5%KOH从6月龄毛竹竹竿中分级抽提得到水溶性半纤维素HW和碱溶性半纤维素H1～H4。通过热重分析法在升温速率10℃/min条件下分析了这5种半纤维素的热解特性,并对快速热解区建立了一级反应动力学模型。毛竹半纤维素热解主要发生在180～400℃,失重33.91％～42.54％。在终止温度700℃时残渣率均较高,达到34.52%～51.31%。毛竹半纤维素组分活化能均较小,为26.068～51.938 kJ/mol。碱溶性组分的活化能大于水溶性组分的活化能,残留木素越多,半纤维素的活化能和终止温度时的残渣率就越高。