超临界二氧化碳萃取葡萄籽油工艺优化

为了回收利用葡萄酒酿造过程产生的副产品中的有效成分,本文利用超临界CO₂萃取技术从葡萄籽中提取含有不饱和脂肪酸的葡萄籽油,意在考量超临界CO₂技术在萃取葡萄籽油方面的作用。设计单因素实验,研究了萃取压力、萃取温度、CO₂流量以及停留时间对葡萄籽油萃取率的影响。单因素实验结果表明萃取压力对萃取结果的影响最为显著。萃取温度和CO₂流量对萃取率的影响都存在最佳值,当温度和流量超过最佳值,萃取率开始降低。在单因素实验的基础上进行响应面实验,采用中心复合设计进行实验方案设计以优化萃取葡萄籽油工艺。对响应面实验结果进行方差分析,建立多元回归模型,模型P值<0.0001,预测超临界CO₂萃取葡萄籽油的最佳萃取条件为：萃取压力28MPa、萃取温度321 K、CO₂流量15.5L/h,停留时间155min,萃取率达到14.12%。     

超临界CO_2萃取脱除毛竹木质素的研究

研究了在CO2的超临界流体中,以二氧杂环己烷/水为夹带剂,毛竹木质素的脱除规律。采用4因素3水平的正交试验,对脱木质素效率、纸浆得率、残渣中Klason木质素含量及综纤维素含量的影响因素进行了分析。结果表明,温度是影响脱木质素效率的主要因素,其次是压力,反应时间和夹带剂体积分数对木质素溶出效率的影响相对较小。温度越高,萃取液中Klason木质素含量越高,但其综纤维素含量越低,纸浆得率也越低。在180℃、20 MPa下,采用95%（体积分数）二氧六环水溶液作夹带剂,萃取1 h,可得到较高的脱木质素率,达到84.18%。对不同温度下超临界萃取液的GC-MS分析表明,总离子流图流出峰中存在具有乙氧基的直链或支链以及含氧五元环结构的醇、醛、酮、酸和酯类化合物,也存在如香草醛、对羟基苯甲醛等木质素的基本结构单元。萃取液的组成受温度的影响很大,在较低温度（160℃）下,没有糠醛及香豆酮等的产生,而在较高温度（200℃）下,香豆酮质量分数接近15%,糠醛质量分数可达42%以上。     

萃取脱除毛竹木质素的研究

研究了在CO₂的超临界流体中,以二氧杂环己烷/水为夹带剂,毛竹木质素的脱除规律。采用4因素3水平的正交试验,对脱木质素效率、纸浆得率、残渣中Klason木质素含量及综纤维素含量的影响因素进行了分析。结果表明,温度是影响脱木质素效率的主要因素,其次是压力, 反应时间和夹带剂体积分数对木质素溶出效率的影响相对较小。温度越高,萃取液中Klason木质素含量越高,但其综纤维素含量越低,纸浆得率也越低。在180℃、20 MPa下,采用95%(体积分数)二氧六环水溶液作夹带剂,萃取1h,可得到较高的脱木质素率,达到84.18%。对不同温度下超临界萃取液的GC-MS分析表明,总离子流图流出峰中存在具有乙氧基的直链或支链以及含氧五元环结构的醇、醛、酮、酸和酯类化合物,也存在如香草醛、对羟基苯甲醛等木质素的基本结构单元。萃取液的组成受温度的影响很大,在较低温度(160℃)下,没有糠醛及香豆酮等的产生,而在较高温度(200℃)下,香豆酮质量分数接近15%,糠醛质量分数可达42%以上。     

小尺度超临界CO2管道小孔泄漏减压及温降特性

超临界CO₂管道运行过程中一旦发生泄漏，将会造成严重的事故。本文基于小尺度CO₂管道（长14.85m，内径15mm）实验装置开展了超临界纯CO₂及含杂质超临界CO₂管道的小孔泄漏实验，测量了不同泄漏孔径及不同起始压力条件下超临界CO₂管道泄漏过程中管内介质的压力和温度响应曲线，分析了管道泄漏过程中CO₂的相态变化。研究结果表明，在超临界CO₂管道泄漏过程中，管内流体温度存在一个最低值，CO₂由超临界态直接转变为气态；泄漏孔径越大，管道泄漏时间越短，管内介质温度所能达到的最低值更低；N₂的存在缩短了管道泄漏的时间，提高了管内介质的最低温度，且N₂含量越高，该最低温度越高。此外基于管道泄漏时间的自保持性，得出了不同泄漏孔径和起始压力条件下管内压力随泄漏时间变化的经验公式。     

超临界CO2萃取人参叶中人参总皂苷的工艺研究

目的：应用Box-Benhnken响应曲面设计优化超临界CO₂萃取人参叶中人参叶总皂苷的工艺条件。方法：利用超临界CO₂技术提取人参叶中的总皂苷，采用紫外分光光度法对萃取物中总皂苷的含量进行测定，通过Box-Benhnken响应曲面设计进行多元线性回归和二项式拟合考察超临界CO₂萃取条件对人参总皂苷提取率的影响。结果：分光光度法测定波长为205 nm时，总皂苷质量浓度为0.0508～0.1016 mg/mL呈现良好的线性关系(r=0.9977)，超临界萃取条件萃取温度为40℃，萃取压力为20 MPa，物料粒度为80目，乙醇夹带剂含量为0.25 mL时，人参叶中的人参总皂苷平均提取率为15.89%，平行测定三次最高提取率为16.07%，相对标准偏差为1.53%。结论：采用超临界CO₂萃取人参叶中人参总皂苷，高效、环保、工艺稳定，适用于工业化推广。     

介质阻挡放电中气体成分对NOx脱除的影响

利用介质阻挡放电(DBD)产生低温等离子体进行烟气的脱硝实验,研究了在乙烯存在的条件下,温度和其他烟气成分对NO_x脱除率的影响。结果表明:随着温度的升高,NO脱除速率增快;模拟烟气中加入CO₂,在能量密度较低时,CO₂作为电负性分子会降低自由基的生成,导致NO的脱除率降低,随着能量密度的升高,CO₂对NO脱除的影响减小;模拟烟气中加入水后可以产生更多的OH、HO₂等自由基,促进NO的氧化;SO₂的加入会与自由基O反应,使初始反应中O与C₂H₄的反应速率减弱,从而影响了NO的氧化速率,但O₃、HO₂等强氧化自由基会优先与NO反应,因此SO₂的加入不会影响NO最终的脱除率。     

二段式吸收塔强化水洗技术提纯沼气过程

压力水洗技术已成为提纯沼气的关键技术之一。采用填料吸收塔进行CO₂脱除实验研究,考察了液气比、吸收压力、吸收温度、CO₂初始含量、填料层高度对CO₂脱除率的影响,以及液气比、沼气流量对总体积吸收系数的影响,并运用填料塔与喷雾塔结合的二段式吸收塔进行压力水洗提纯沼气的过程强化实验。实验结果表明,吸收压力和液气比的增大、吸收温度的降低、填料层高度的增加有利于CO₂的脱除,体积总吸收系数随着液气比及沼气流量的增加而增大。二段式吸收塔能够提高CO₂吸收效果,当沼气处理量为10 L·min^-1,填料层高度为100 cm,CO₂含量小于3%时,与填料塔相比二段式吸收塔可以减少约12%的吸收液用量,并且采用110 cm填料的二段式吸收塔获得最佳的提纯效果,CO₂脱除率达到97.4%。     

添加剂CH3COONH4对介质阻挡-电晕放电耦合法脱除NO、SO2的影响

采用自行研究设计的介质阻挡-电晕放电等离子体反应装置在模拟烟气中进行NO、SO₂的脱除研究。考察了O₂、CO₂、水蒸气等气体组分对脱除NO、SO₂的影响,并进一步探讨了添加剂CH₃COONH₄对脱除NO、SO₂的影响及作用机理。实验结果表明：O₂、CO₂和水蒸气浓度的增加对NO脱除有抑制作用,而引入CH₃COONH₄后,这些抑制作用会被减弱,使NO的脱除率得到大幅度提升,但这些抑制作用不会完全消除。在引入CH₃COONH₄后,气体组分和输入电流的变化对脱除SO₂的影响不明显,SO₂脱除率可达到94%左右。在N₂/O₂/CO₂/H₂O/NO/SO₂体系中加入0.27%的CH₃COONH₄后,NO初始浓度不变的条件下,SO₂含量较少时,对NO的脱除影响不明显,随着SO₂浓度的增加,NO的脱除率不断下降,增加CH₃COONH₄的添加量可消除SO₂的影响;另一方面,在SO₂初始浓度恒定的条件下,随着NO含量的增加,SO₂的脱除率保持在94%左右。在N₂/O₂/CO₂/H₂O/NO/SO₂体系中加入0.51%的CH₃COONH₄后,输入电流2.5A时,NO的脱除率达到72%。     

杏壳木质素的结构表征及其热解特性研究

为研究杏壳木质素的结构、热解特性及其产物的生成规律,通过硫酸脱除法从杏壳中分离出杏壳木质素,并通过红外光谱(FT-IR)和核磁共振(NMR)对其结构组成进行表征,利用热重及热重-红外联用分析研究其热解产物生成特性。研究结果表明：硫酸脱除法得到的杏壳木质素得率为30.42%,红外光谱图显示有较强的紫丁香基峰,还有一定量的愈创木基,二维核磁共振图谱表明杏壳木质素中有紫丁香基(S)、愈创木基(G)和对羟基苯基(H)3种木质素结构单元,属于SGH型木质素。热重及热重-红外联用分析表明杏壳木质素热解过程主要分为3个阶段,主要热解阶段发生在150~650 ℃之间的较宽温度范围内,360 ℃时热失重速率最大,热解产物主要为H₂O、CO、CO₂、CH₄以及醇、醛、酚、酸等。杏壳木质素中苯丙烷侧链上醚键和苯环间醚键断裂及挥发分二次裂解使CO的析出温度范围较宽,在200~700 ℃之间;羧基和羰基等官能团不稳定易断裂和重整,使CO₂的析出温度范围较窄,在250~650 ℃之间;苯丙烷侧链的断裂和苯环上甲氧基官能团的去甲基化反应,以及芳香环的深度断裂,使CH₄的析出在400和600 ℃时呈现2个峰值。     

超临界CO2管道泄漏特性研究进展

超临界CO₂输运管道泄漏可能造成断裂扩展、人员伤害和输运介质损失等重大事故,因此对泄漏过程中热力学参数变化规律的深入研究具有重要意义。目前对超临界CO₂管道泄漏特性研究不够,有必要进行详细的文献综述分析。介绍了CO₂管道泄漏特性研究背景及意义,综述了国内外CO₂管道泄漏过程中减压过程、近场射流膨胀及远场扩散规律实验、理论分析和数值模拟方面的研究现状,分析了目前超临界CO₂管道泄漏特性的研究不足,并对将来的研究方向进行了展望。     

A MATHEMATICAL MODEL OF SUPERCRITICAL METHYLAMINE (SCM) DELIGNIFICATION OF WOOD

An unsteady-state mathematical model describing supercritical fluid (SCF) delignification of wood in a packed bed was developed. Equations describing intraparticle supercritical methyl-amine reaction with lignin, and subsequent transport of the methylamine-lignin complex into the bulk phase were derived and solved using orthogonal collocation. Model results for the case of supercritical methylamine are presented and compared with experimental results. Simulation results correctly predicted the experimental results. Sensitivity of methylamine extraction of lignin was evaluated by varying bulk fluid velocity, mass transfer coefficient, and particle diameter. Delignification was a strong function of particle diameter and a relatively weaker function of fluid velocity and mass transfer coefficient. The Thiele modulus and Biot number showed that delignification was reaction rate limited for wood particle diameter values ≤ 0.1 cm, but delignification was limited by intra-particle mass transfer for wood particle diameter values ≥ 1.0 cm.     

Pulping with organic acids: 3-acetic acid pulping of Bagasse

Bagasse was subjected to acetic acid pulping; the effects of the addition of 0.5% H₂SO₄ to the pulping solutions (50, 70 and 90% acetic acid) and varying the liquor ratio, on pulp yield, delignification %, pentosan content and strength properties of the pulps obtained were evaluated. Addition of H₂SO₄ improved the delignification but at the expense of yield and pentosan content. The breaking length and burst deteriorated, whereas the tear was slightly improved. Raising the liquor ratio from 5:1 to 10:1 also reduced the strength properties of the pulps. Delignification of Casuarina was easier than bagasse. IR studies of the acetic acid lignins obtained from both raw materials showed that Casuarina lignins contained more syringyl nuclei than bagasse lignin; the latter resembled softwood lignins. Addition of H₂SO₄ to bagasse changed the syringyl-deficient to guaiacyl-deficient lignin. A relationship was found between the ease of delignification for both raw materials and the relative intensity of the bands corresponding to syringyl groups.     

枫香树材硫酸盐法蒸煮历程

研究了枫香树材硫酸盐法蒸煮过程中木素、戊聚糖和纸浆得率的变化。结果表明,枫香硫酸盐法蒸煮脱木素可分为以下三个阶段:第一阶段,升温到155℃,属于初始脱木素阶段,木素脱除率达到22.5%左右,戊聚糖溶出30.16%,得率为70.48%;第二阶段,从155℃开始到165℃保温60 min,属于大量脱木素阶段,木素脱除率达93.74%,戊聚糖溶出48.31%,得率为47.43%;第三阶段,从165℃保温60 min后到蒸煮末期,属于残余脱木素阶段,木素脱除率达到98%左右,戊聚糖溶出51.04%,得率为43.87%。     

Nitrogen containing additives in soda pulping of bagasse pith

Unbleached soda pulp was prepared from Egyptian bagasse pith by varying the alkali concentration and the time of heating at the boiling point of the liquor under atmospheric pressure. A linear relationship was observed between the dissolved pith and the dissolved lignin. Pulping with alkali concentration higher than 10% but not exceeding 16% was more effective, since more delignification took place with lower dissolved pith percentage. p- And m-nitrobenzoic acids and also hydroxylamine hydrochloride had a slight or no effect on the yield of the pulps. The alkali solubility percentage of the pulps prepared in the presence of any of the additives was lower than the control pulp. The delignification was enhanced more on the addition of hydroxylamine hydrochloride than p-nitrobenzoic acid, while m-nitrobenzoic acid seemed to have no effect. The yield of the pulps thus prepared, as determined by weighing, showed lower values than those determined by a chemical method. The soda delignification rate was shown to be proportional to the amount of unremoved lignin and the concentration of alkali in the liquor. The delignification reaction was found to follow approximately first-order kinetics.     

麦草氨法制浆工艺及动力学

1 INTRODUCTION Under the pressure of rising consumption on wood resource, more attention has been paid to using non-wood raw materials in papermaking industry. Pulping on non-wood fiber material is expected to increase from 7%—8% at the present to 10%—15% in 2010 in the world[1]. Non-wood material, particularly wheat straw, are exploited as the main raw material for papermaking in China because of the limited wood resource with a forest coverage of only 13.94%[2]. The main problem that …     

Kinetics of Lignin Separation during the Atmospheric Fractionation of Bagasse with p-Toluenesulfonic Acid

As a green and efficient component separation technology, organic acid pretreatment has been widely studied in biomass refining. In particular, the efficient separation of lignin by p-toluenesulfonic acid (p-TsOH) pretreatment has been achieved. In this study, the mechanism of the atmospheric separation of bagasse lignin with p-TsOH was investigated. The separation kinetics of lignin was analyzed. A non-simple linear relationship was found between the separation yield of lignin and the concentration of p-TsOH, the temperature and the stirring speed. The shrinking nucleus model for the separation of lignin was established based on the introduction of mass transfer and diffusion factors. A general model of the total delignification rate was obtained. The results showed that the process of lignin separation occurred into two phases, i.e., a fast stage and a slow stage. The results provide a theoretical basis for the efficient separation of lignin by p-TsOH pretreatment.     

碱-氧-蒽醌蒸煮麦草脱木素

引　言木素、纤维素和半纤维素是构成麦草的主要成分 ,是自然界中较为丰富的可再生资源 .木素在制浆造纸过程中生成碱木素 ,溶于黑液 ,排入江河后 ,不仅污染了环境 ,而且浪费了大量的木素资源 ,因此寻求对可再生资源的工业化应用途径越来越受到人们的重视 .通常 ,脱木素的方法有亚硫酸盐法和碱法 ,后来许多研究者对其进行了改进 ,不过这些研究的目是为了提高纸浆得率 ,在不破坏纤维素的条件下得到白度好、易漂白、易成浆的纸浆 ,这些方法只考虑了对纤维素进行造纸的利用 ,而没有考虑对纤维素的其他利用途径以及对木素资源的利用[1～ 8] .纤…     

酸性助水溶剂脱除木质素机理分析

系统探讨了酸性助水溶剂对甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid,TSA)和马来酸(maleic acid,MA)分离桉木各组分的工艺过程,并对其中木质素脱除机理进行了研究。通过分析对比两种优化后的工艺发现：(1)两种酸性助水溶剂都可以高效脱除木质素,TSA木质素脱除率为67.94%,MA为65.14%;(2)在相同质量分数下,TSA的木质素脱除率比MA更高;(3)在温和条件下,TSA木质素的β-芳醚键含量比MA的高,随着反应条件的加剧,TSA和MA处理后木质素产品中β-芳醚键含量逐渐减少;(4)两种酸性助水溶剂处理后,纤维素保留率都较高,可保持90%以上;但是半纤维素的降解程度随着反应条件的加剧而增加;(5)酸性助水溶剂质量分数越高,在疏水表面的接触角越小,对木质素的助溶作用越明显,脱除木质素效率越高,溶液中木质素聚集体的粒径越小。综上所述,酸性助水溶剂对木质素的脱除基于润湿溶解、木质素芳醚键断裂、半纤维素降解等的综合作用。相关研究可为后续实现温和条件脱木质素工艺优化及机理提供参考。     

超临界CO_2萃取辣椒油的工艺条件优化研究

以三峡库区种植的辣椒为原料,采用超临界CO2萃取技术,从辣椒中提取辣椒油,考察了萃取温度、萃取压力和萃取时间对辣椒油萃取率的影响。结果表明,萃取温度对辣椒油的萃取率影响最大,其次是萃取压力,萃取时间影响最小;超临界CO2萃取辣椒油的最适宜条件为,萃取温度40℃,萃取压力10 MPa,时间75 min,其萃取率为9.37%;超临界CO2萃取技术应用于辣椒油的提取具有工艺简单、操作安全、能耗低、无毒、萃取剂易回收、萃取率和产品纯度高等优点。