热水预处理过程中P因子对杨木半纤维素溶出效果的影响

制浆前对生物质原料进行热水预处理,可以有效地提取半纤维素,这对于生物质高值化利用具有重要意义。本实验研究了不同工艺条件下杨木热水预处理过程中半纤维素糖类组分的溶出规律以及酸溶木素、乙酸和醛类物质随预水解因子(P因子)的变化规律。结果表明,在热水预处理过程中,P因子较适宜的范围是685~1225,此范围内杨木中的半纤维素糖类能够较好地溶出,总木糖溶出率高达51.8%,预水解液中木糖、酸溶木素、乙酸、糠醛等含量与P因子的增加成正比,而低聚合度聚木糖(聚合度2~25)含量随P因子的增加先增加后降低。当P因子在717时,水解液中低聚合度聚木糖含量达最大值10.24 g/L,此P因子下原料中总木糖溶出率为44.2%,而且酸溶木素、乙酸、糠醛等非糖类物质含量较低,这有利于后续低聚合度聚木糖和木糖的分离提取生产功能性低聚木糖产品。     

造纸植物纤维原料和纸浆中酸溶木素与总木素的测定

为了制订国家标准分析方法和提供参考数据,测定了49种造纸植物原料和用几种原料几种不同蒸煮方法所制得的37种纸浆的酸溶木素和总木素的含量。试验结果表明,49种原料中,针叶木的酸溶木素含量为0.3％,草类原料、竹子和韧皮纤维原料为2％左右,阔叶木为3％左右,最高达4.78％。同时,不同方法蒸煮过程中,纸浆的酸溶木素含量的变化规律不同。试验结果表明,纸浆总木素含量与纸浆硬度卡伯值或氮价的相关性比Klason木素含量更好,纸浆硬度卡伯值或氮价所反映的是总木素的数量,而不是Klason木素的数量。     

造纸植物纤维原料和纸浆中酸溶木素与总木素的测定(续)

为了制订国家标准分析方法和提供参考数据,测定了49种造纸植物原料和用几种原料几种不同蒸煮方法所制得的37种纸浆的酸溶木素和总木素的含量。试验结果表明,49种原料中,针叶木的酸溶木素含量为0.3％,草类原料、竹子和韧皮纤维原料为2％左右,阔叶木为3％左右,最高达4.78％。同时,不同方法蒸煮过程中,纸浆的酸溶木素含量的变化规律不同。试验结果表明,纸浆总木素含量比Klason木素含量与纸浆硬度卡伯值或氯价的相关性更好,纸浆硬度卡伯值或氯价所反映的是总木素的数量,而不是Klason木素的数量。     

葡萄枝热水预水解脱木素选择性研究

植物纤维原料中木素含量对制浆造纸原料评价和制浆工艺过程优化具有重要意义。以葡萄修剪残枝为纤维原料,在蒸煮前进行热水预水解,分别对原料得率、水解液pH值、预水解后的水解"半料"中酸不溶(Klason)木素和酸溶木素含量进行测定,进而对葡萄枝热水预水解脱木素选择性进行了分析研究。结果表明,随着水解温度升高和水解时间的延长,固相产物得率下降,水解液pH值降低,脱木素去除率逐渐升高,脱木素选择性逐渐降低。     

草类植物蒸煮黑液中碱木素的逐级分离及性状表征

用酸析法分别对豆杆和毛竹经硫酸盐法制浆所得的黑液按不同pH值进行沉淀分级,得到不同的碱木素,探讨了黑液中碱木素酸沉分级分离的溶出规律。对不同条件下酸沉得到的碱木素,采用凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)、动态光散射(DLS)在分子量、化学结构和分子粒径上进行了分析与比较。结果表明,分级分离后,碱木素分子量分布变窄,各级分的分子量有相当程度的重叠。同时,随着pH值的降低,析出的各级碱木素的粒径和分子量逐渐降低,分散性逐渐减小,说明酸析法对于不同分子量碱木素的分离是一种有效的方法。     

大豆秸秆和毛竹碱木素的逐级分离及性状表征

采用酸析法分别对大豆秸秆和毛竹的硫酸盐制浆黑液中的碱木素按不同pH值进行逐级分离,探讨了黑液中碱木素在酸析过程中的溶出规律;采用凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)、动态光散射(DLS)对不同条件下酸析得到的各级碱木素进行分析与比较。结果表明,逐级分离后,各级碱木素的相对分子质量分布变窄,分子质量有相当程度的重叠;随着pH值的降低,各级碱木素的粒径逐渐减小,相对分子质量及其多分散性也逐渐减小,说明酸析法是分离不同分子质量碱木素的一种有效方法。     

预处理对棉籽壳酶解特性和微观结构的影响

以棉籽壳为原料,研究稀酸、先碱后酸、稀碱和碱性H2O24种预处理方法对棉籽壳酶解特性和微观结构的影响。结果表明:4种预处理方法对棉籽壳酶解特性和微观结构均有不同程度的影响,其中碱性H2O2效果最好。碱性H2O2预处理棉籽壳,木质素含量分别降低了67.5%;酶解12 h的木聚糖提取率为21.4%;木聚糖的水解率为67.5%,且酶解得到的木二糖较多;同时,扫描电镜分析显示碱性H2O2预处理后的棉籽壳纤维结构清晰、疏松。     

不同预处理对玉米芯酶解特性和微观结构的影响

以玉米芯为原料,研究了稀酸、先碱后酸、稀碱和碱性H2O2四种预处理方法对玉米芯酶解特性和微观结构的影响。结果表明,先碱后酸和碱性H2O2预处理得到玉米芯中的木质素含量分别降低了92.0%和70.4%;酶解12 h的木聚糖提取率分别为24.3%和25.4%;木聚糖的水解率分别为67.4%和71.6%,且两者酶解得到的木二糖较多;同时,处理后的玉米芯在微观结构上分别出现了较大的孔洞,结构变得非常疏松。     

超滤分离麦草浆黑液主要成分的研究

利用截留相对分子质量分别为1K,5K,10K的改良纤维素膜对不同浓度的麦草浆黑液进行了超滤研究,研究结果表明：在种膜中,截留相对分子质量为10K膜的水通量最大,5K膜的水通量最小,黑液经超滤处理后,截留液中Klason木素,总木素含量增加,灰分,糖及糖醛酸含量有一定程度的降低,酸溶木素含量变化不大,透过液中酸溶木素,灰分,糖及糖醛酸含量增加,而Klason木素及总木素含量降低,同时黑液得到一定程度的浓缩,恒压越滤与普通超滤相比,其所得的截留液中Klason木素,酸溶木素及总木素均比普通超滤高,而灰分,糖及糖醛酸的含量则比普通超滤低,但黑液被稀释。     

自水解预处理对杨木木素结构及杨木化学热磨机械浆白度的影响

为了探究自水解预处理过程中杨木木素结构的变化和杨木化学热磨机械浆(杨木CTMP浆)白度的影响,本研究对杨木进行自水解预处理,利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振波谱仪(~1H,~(13)C, 2D-HSQC NMR)研究自水解预处理过程中杨木木素结构的变化,将自水解预处理后的杨木进行化学热磨机械法制浆并测定其白度,采用偏最小二乘法建立木素结构变化与浆料白度之间的关系。结果表明,当自水解强度因子(CHF)为73.63时,相比未经自水解预处理的杨木,自水解预处理杨木中的酸不溶木素和酸溶木素含量分别减小了4.59个百分点和1.21个百分点,木素的β-O-4、β-β、β-5和β-1连接键的断裂增多;木素中的G型单元结构变化程度大于S型单元结构,木素中的共轭羰基含量比CHF为2.78时增加了0.037 (个/C_9),木素中的醌式结构含量减小了0.104 (个/C_9),杨木CTMP浆白度最低为14.9%。因此,自水解预处理会影响杨木木素的结构进而使杨木CTMP浆白度降低,其中木素中的共轭羰基对杨木CTMP白度的影响最大。     

同类木素磺酸盐用作蒸煮助剂的试验

通过对蒸煮黑液碱木素的提纯和磺化改性，将其用作同种原料蒸煮助剂．实验比较了拉开粉、草酸钠、JFC与同类木素磺酸盐的蒸煮效果，实验结果显示：添加1．0％甲醛、1．0％亚硫酸钠和0.2％木素磺酸盐共同作用能有效提高烧碱蒽醌法蒸煮棉秆的蒸煮质量，所得纸浆细浆得率提高4．7％，未漂浆白度提高了14．3％ISO，卡伯值下降了7．72。使用效果非常明显．     

巴西甘蔗渣烧碱-蒽醌法蒸煮机理的研究

对巴西甘蔗渣原料主要成分和烧碱-蒽醌法蒸煮机理进行了研究。结果表明:巴西甘蔗渣与中国甘蔗渣相比,其克拉森木素含量低,而综纤维素的含量高。巴西甘蔗渣烧碱蒽醌法脱木素的阶段性可分为大量脱木素、补充脱木素和残余脱木素三个阶段:即蒸煮温度升至100℃时,为大量脱木素阶段,木素脱除69.44%;当蒸煮温度从100℃升至160℃,此阶段为补充脱木素阶段,此阶段脱除24.18%的木素;在160℃保温150min期间为残余脱木素阶段,此阶段脱除3.38%的木素。     

棉短绒烧碱-蒽醌法蒸煮除尘机理的研究

对棉籽壳烧碱-蒽醌法蒸煮脱木素机理和棉短绒烧碱-蒽醌法蒸煮除尘工艺进行了研究,结果表明棉籽壳烧碱-蒽醌法蒸煮时,在升温至100℃时脱除34.57%的木素;当温度升到160℃时,木素的脱除率达到87.11%。因此,棉籽壳烧碱-蒽醌法蒸煮脱木素的阶段性可分为初始脱木素、主要脱木素和残余脱木素三个阶段。另外,影响棉短绒烧碱-蒽醌法蒸煮除尘的主要因素是用碱量,其次为蒸煮最高温度,影响最小的因素为保温时间。     

全棉秆蒸煮工艺条件的优化

采用正交试验方法对全棉秆硫酸盐蒸煮方法和烧碱蒽醌蒸煮方法进行了优化.确定硫酸盐法最佳蒸煮条件是:用碱量24%,硫化度20%,最高温度1 65℃,保温时间1 20min.烧碱蒽醌法最佳蒸煮条件是:用碱量22%,蒽醌用量0.1%,最高温度1 65℃,保温时间90min.从实验结果看出全棉秆蒸煮硫酸盐法好于烧碱蒽醌法.     

麦草两段氧碱蒸煮和氧碱浆的次氯酸盐漂白

对麦草两段氧碱蒸煮和氧碱浆的次氯酸盐漂白进行了初步研究，并测定的氧碱蒸煮废液的CODcr。结果表明，麦草两段氧碱蒸煮纸浆经酸处理后白度达到65％ISO以上，经次氯酸盐漂白－酸处理后，白度达到74％ISO，并且具有良好的机械性能；与Soda-AQ蒸煮相比，两段氧碱蒸煮可降低废液CODcr约40％。     

研究蒸煮反应动力学的实验和计算新方法

提出一种研究蒸煮反应动力学的实验和计算新方法。通过对不同恒温条件下的反应速率常数计算,采用与实际蒸煮反应相同的液比,用较短的时间周期的有效碱浓度变化值和木素含量变化值计算得出了硫酸盐法和烧碱蒽醌法棉秆蒸煮反应的活化能。棉秆硫酸盐法蒸煮反应的活化能和棉秆烧碱蒽醌法蒸煮反应的活化能在整个脱木素阶段基本是一致的。硫酸盐法蒸煮反应的活化能为95.0kJ/mol。烧碱蒽醌法蒸煮反应的活化能是138.1kJ/mol,高于硫酸盐法蒸煮反应活化能,说明硫酸盐法蒸煮脱木素反应比烧碱蒽醌更容易。     

RDH法和常规KP法蒸煮过程中蒸煮液组成的变化及对比

对RDH(快速置换加热)硫酸盐法和常规KP法蒸煮过程中蒸煮液组成的变化规律进行了研究和对比。结果表明，在RDH硫酸盐法和常规KP法蒸煮过程中，蒸煮液中NaOH和Na2S含量均下降，但蒸煮液硫化度升高。与常规KP法相比，在整个脱木素反应过程中，RDH蒸煮液的有效碱浓度分布较均匀，蒸煮液中Na2S浓度较高，尤其在大量脱木紊的开始阶段(此时蒸煮液中Na2S浓度是常规KP法蒸煮时的2．88倍)，因而RDH法蒸煮能够深度脱除木素。与常规KP法蒸煮废液相比，在废液粘度相近的条件下，RDH法蒸煮废液有较高的固含量，有利于黑液的碱回收。在RDH硫酸盐法蒸煮经过一次完整的循环置换蒸煮周期后，温黑液槽和热黑液槽内的黑液组成基本保持稳定，可为后续进行的连续置换加热蒸煮提供良好的前提条件。     

绿液预处理杨木硫酸盐法蒸煮脱木素反应历程研究

采用碱回收绿液对杨木木片进行预处理,研究了预处理后硫酸盐法蒸煮过程中脱木素反应历程及NaOH的消耗过程。研究表明,采用绿液预处理后,杨木木片得率为73.1%,木素脱除率为32.54%。预处理后的蒸煮过程中,在初始脱木素段,木素脱除率为14.52%;在大量脱木素段,木素脱除率为42.62%;残余脱木素段,木素脱除率仅为3.41%。这3个阶段的木素脱除率比传统硫酸盐法分别降低了3.55、19.38和9.11个百分点。NaOH几乎全部消耗在蒸煮初期和大量脱木素段,这2个阶段NaOH分别消耗了57.71%和42.29%;Na2S质量浓度在蒸煮初期逐渐减小,蒸煮的中后期又逐渐增大。绿液预处理硫酸盐法蒸煮不仅能提高脱木素选择性,还能提高蒸煮后浆料得率（达到50.8%）,比传统硫酸盐法浆料得率（47.9%）提高2.9个百分点。     

甘油碱法脱除烟梗中的木质素

  目的  应用甘油碱法工艺对烟梗进行处理,制备低木质素烟梗薄片。  方法  以木质素脱除率和浆得率为衡量指标,对甘油碱法制浆工艺条件进行了优化,并比较了不同预处理工艺对再造烟叶烟气评吸质量的影响。  结果  （1）甘油碱法制浆最佳工艺条件为,氢氧化钾用量45%、蒸煮温度为200℃、蒸煮液固比为11∶1、蒸煮时间为0.5h,此时烟梗中的木质素含量为5.06%,木质素脱除率为43.01%,浆得率为37.12%。（2）甘油碱法的木质素脱除率和木质气降低效果虽然稍逊色于氧碱法,但其对烟气质量提升的综合效果明显优于氧碱法和乙酸法。（3）采用甘油碱法再造烟叶制备的项目卷烟,其感官质量优于常规卷烟。  结论  采用甘油碱法工艺制备的烟草薄片,木质素含量低,应用于卷烟中可提升烟气品质。      

蔗渣烧碱-蒽醌法蒸煮过程中甲醇的发生量

研究了蔗渣原料在烧碱-蒽醌法蒸煮过程中的甲醇发生量,探讨了不同蒸煮条件对甲醇发生量的影响。结果表明,随着用碱量的增加,蒸煮温度的升高,时间的延长,甲醇发生量也随之增加。当用碱量从13.5%增加到18%时,总甲醇(游离甲醇和甲醇盐之和)发生量从1.87 kg/t(对绝干浆,下同)增加到3.21 kg/t;当蒸煮温度从145℃升高到165℃时,总甲醇发生量从1.61 kg/t增加到2.64 kg/t;甲醇发生量随着卡伯值的减小而增加,卡伯值在14～18之间时,这种变化趋势更明显。