用阔叶材生产纸浆和回收木糖的研究——Ⅰ.柠檬桉木材水预水解最佳工艺条件

<正>本文研究水预水解过程中预水解温度和时间对柠檬桉木片中半纤维素溶出的变化情况,并用回归方程表示预水解温度和时间对预水解后木片的得率,戊聚糖含量和溶液中还原物质含量的影响。根据试验结果和回归分析得出的柠檬桉木片水预水解的最佳工艺条件是:在水对木片比率为4:1时,最高温度为160℃～165℃,反应时间1 1/2～2小时。用气相色谱分析了预水解液中的糖含量,结果表明:预水解液中木糖、阿拉伯糖和葡萄糖含量分别为86％、4％和10％。此外还叙述了木糖液的利用和预水解后木片生产机械浆、造纸用化学浆和溶解浆。     

桉树制浆造纸性能的研究(第二报)——雷州半岛四种桉树浆的漂白试验

<正>对柠檬桉烧碱—蒽醌浆(AP+AQ)和硫酸盐浆(KP)进行了H单段,H—H两段,C—E—H三段以及C—E—H—D四段漂白试验。对雷林一号桉、草律桉、窿缘桉硫酸盐浆还做了H单段漂白性能的对比试验。结果表明:在用氯量7％、浆浓6％,温度40℃、时间3小时的H单段漂白条件下,柠檬桉(AP+AQ)和柠檬桉(KP)的白度均可达70度以上。采用C—E—H—D四段漂,用氯量为6％,柠檬桉(AP+AQ)的白度超过80度,D.P.在800以上。四种桉树中,雷林一号桉的漂白性能最好,窿缘桉最难漂白,草律桉与柠檬桉的漂白性能相近。柠檬桉、草律桉、雷林一号桉制得的漂白浆,物理强度甚好,裂断长6060—8050米,耐折度59—413次,可以用来生产一般文化用纸,也可考虑用来生产某些高级纸张。     

芒草硫酸水解糖化的研究

芒草是高产的纤维素类植物,作为能源植物受到国内外的广泛关注。利用纤维素类生物质材料生产燃料过程中,秸秆的水解糖化是关键步骤。研究了浓硫酸和稀硫酸的浓度、时间、温度、酸固比对芒草糖化处理的影响,从中筛选出了浓硫酸和稀硫酸处理的最佳条件。之后将二段硫酸处理的最佳反应条件结合:一段为浓硫酸水解,其酸固比为15∶1,酸浓度60%,水解时间30min,水解温度60℃;二段处理稀酸水解条件为酸固比160∶1,酸浓度6%,水解时间120min,水解温度160℃。采用二段水解处理法,总糖收率为36.78%,该二段处理方法条件温和,不需要高压,适宜应用到实际生产工艺中,因此该研究结果为芒草的进一步有效利用提供了基础。     

麦秸秆稀酸水解条件的研究

通过对麦秸秆在相对较低的温度下稀酸水解实验研究,探讨了原料与稀硫酸的固液比,反应时间、稀硫酸浓度和温度对纤维素、半纤维素降解为还原糖含量的影响.确定麦秸秆最佳水解条件是:固液比为1∶8、0.6%稀硫酸在160℃下反应1 h,得到还原糖浓度50.34 g/L、得率为61.96%.     

生物质预处理对半纤维素提取及后续CTMP制浆的影响

在化学热磨机械浆(CTMP)制浆前对原料进行预处理,旨在保证浆料质量的前提下,实现生物质资源的充分和高效利用.采用自水解、酸法、碱法不同预处理方式对生物质进行预处理,通过改变预处理强度因子(温度和时间的综合变量),考察预抽提效果及CTMP成浆质量.研究结果表明:随着预处理条件的不断增强,水解木片得率降低,半纤维素溶出量增加,水解后木片中综纤维素、聚戊糖和酸溶木素的含量明显下降,生物酶对麦草葡萄糖的转化率提高.相比未经过预处理的原料,预处理后的原料在制浆过程中压力磨浆能耗和PFI打浆能耗分别降低,同时浆张抗张指数和撕裂指数均提高.     

玉米秸秆酸解及发酵制乙醇过程研究

通过单因素试验及正交试验确定了稀硫酸水解条件下的最佳试验条件为:水解温度110 ℃,水解时间1.5 h,料液比1∶10,硫酸浓度3%.并在此最佳试验条件的基础上添加了有机酸或金属盐离子来提高稀硫酸的水解效果.实验研究表明,一些金属盐离子和有机酸对水解有一定的催化作用,使还原糖得率提高了6.7%,而某些盐离子有抑制作用.采用了活性炭吸附、有机溶剂萃取、蒸发浓缩、原位脱毒、过碱化处理等脱毒方法来提高混菌发酵制酒精的产率.     

纳米微晶纤维素的制备与表征

本文用硫酸水解微晶纤维素来制备纳米纤维素(nanocrystalline cellulose,以下简称为NCC).通过正交试验方法确定了硫酸水解法制备纳米纤维素的最佳反应条件,并通过粒径分析、XRD(X-ray diffraction)衍射、红外光谱(infrared spectroscopy,简称为IR)分析和扫描电镜分析对所制备的纳米纤维素进行了表征.对纳米纤维素粒径大小的影响因素中最主要的是硫酸浓度,其次是水解时间,最后是反应温度,最佳反应条件为硫酸浓度60%,反应时间2.5 h,反应温度45℃;纳米纤维素的平均粒径为187 nm,粒径分布系数PDI为0.394;通过XRD衍射和红外光谱分析,可以看出纤维素的特征和晶体结构未发生明显变化.     

苎麻骨纤维素提取及微晶纤维素制备工艺研究

为了系统分离苎麻麻骨中的纤维素,并对其分离的纤维素制备微晶纤维素从而提高苎麻资源化利用率,采用蒸汽爆破-碱法提取分离苎麻麻骨纤维素,探讨了反应温度、反应时间、NaOH浓度三个因素对纤维素提取效果的影响,同时研究了Na2SO3浓度、HCl浓度、水解温度和水解时间对苎麻骨微晶纤维素制备工艺的影响,并对纤维素和微晶纤维素进行了红外分析。结果表明,苎麻骨纤维素的最优提取分离工艺条件为反应温度90℃、NaOH浓度10%、反应时间8h;微晶纤维素制备的最优工艺条件为HCl浓度4%、水解时间60min、Na2SO3浓度6%、水解温度80℃。本研究结果为苎麻资源综合开发利用提供技术支持,也为其他植物生物质资源利用提供了理论参考。     

用羽毛提取混合氨基酸

采用硫酸水解家禽羽毛提取混合氨基酸,研究了硫酸浓度,用量,反应温度,反应时间,催化剂等因素对羽毛水解反应的影响,确定了提取氨基酸的最佳工艺条件,硫酸浓度为30％,用量300mL,反应温度为105℃,催化剂为10g,反应时间为4h,羽毛水解氨基酸的产率可达90％。     

稀硫酸水解棉花秸秆制糖的工艺

酸水解是一种既简单又可直接将生物质水解转化成可发酵糖的常见方法。本研究以棉花秸秆为原料,在反应温度为121℃时,考察了硫酸浓度和反应时间对棉花秸秆中半纤维素水解生成可发酵糖产量的影响。在单因素实验的基础上,采用响应曲面法设计实验,建立了硫酸浓度和反应时间影响可发酵糖产量的二元二次多项式数学模型,借助模型方程及统计软件求得121℃时棉花秸秆在稀硫酸中水解的最佳工艺条件。通过验证实验得到:硫酸浓度为2.3%,水解时间为55 min时,棉花秸秆水解得到的可发酵糖产量最高,为11.81 g/100 g棉花秸秆。实验通过对棉花秸秆中半纤维素水解条件的优化,提高了棉花秸秆水解制糖的产率,为新疆棉花秸秆的高值化利用奠定应用基础。     

玉米秸秆中半纤维素水解条件的优化

通过响应曲面法,研究了反应温度为121℃时,不同硫酸浓度和反应时间对玉米秸秆中半纤维素水解为木糖的产率以及选择性系数的影响.建立了木糖产率和选择性系数对硫酸浓度和反应时间的两个二元二次多项式数学模型,借助模型方程及统计软件,得到了符合木糖产率大于750/0,相关系数大于4.0 g.g-1的水解条件,并找到了硫酸浓度为2.00/0,水解时间为43 min的最佳工艺条件.在最佳工艺条件下得到的实验结果与模型预测值非常吻合,表明该模型适用于半纤维素的水解过程.     

高梁糖蜜应用无机酸催化的水解动力学

本试验是研究高梁糖蜜应用稀无机酸在较高温度下的水解动力学。业已发现,在硫酸浓度0.010075—1.0075％温度60—100℃、盐酸浓度0.01—1.0％温度60—80℃下,水解是一级反应。基于实验数据导出了考虑到酸浓度和温度的动力学方程。研究表明,两种酸的水解程度具同样数量级,意味着硫酸中的第二个氢原子没有参与水解作用。     

双醛纳米晶纤维素的制备及其表征

阔叶木溶解浆经酸水解制备纳米晶纤维素(NCC),采用高碘酸钠法对NCC进行氧化制备双醛NCC,探讨了高碘酸钠使用量、p H、反应温度和反应时间对双醛NCC醛基含量的影响.结果表明,适宜的氧化反应条件为:高碘酸钠与NCC质量比为2、p H 3、反应温度40,℃、反应时间4,h,此时双醛NCC醛基含量为73%,.FTIR、XRD、AFM和聚合度检测表明:双醛NCC已经生成;溶解浆纤维素水解成NCC后的结晶度以及NCC氧化成双醛NCC后的结晶度都发生了变化;NCC呈梭形棒状结构,NCC氧化后粒径变小;聚合度在纤维素水解成NCC后大幅降低,经过高碘酸钠氧化,聚合度进一步下降.     

粉丹竹磺化化学机械浆木素结构的31P-NMR和13C-NMR波谱分析

粉丹竹磺化化学机械浆（SCMP）的木素结构在漂白和老化过程中发生变化，使用纤维素酶酶解-弱酸水解的两步法对SCMP及其漂白浆、漂后老化浆中木素进行分离提纯，利用31P-NMR和13C-NMR波谱对木素样品中的结构及其比例进行研究。结果表明：SCMP木素样品中三种结构单元—对-羟苯基（H）、愈疮木基（G）和紫丁香基（S）的比例为G:S:H=30:42:28。在其漂白和漂白浆老化过程中，总酚羟基分别减少了30.7%和38.4%，而羧基的含量分别增加了53.2%和55.3%，木素结构中烷基芳基醚键和α-烷基醚键发生了断裂，γ-烷基醚键则比较稳定，同时木素侧链发生断裂，形成香草醛、Ar-COOH和Ar-CH2-COOR等结构。     

意大利杨纤维形态和化学组成的研究

<正>用投影显微镜测定了意大利杨木(I—214、I—72、I—63、I—69)的纤维长度、宽度、壁厚和腔宽,其结果为:纤维长度1040—1130微米,宽度22—24微米,长宽比45—47,壁厚2.38—3.06微米,腔宽10.92—13.88微米,壁腔比0.37—0.49。分析了四种意大利杨木的化学组成,其结果为:灰分0.52—1.03％,热水抽出物2.14—3.45％,苯-醇抽出物1.84—2.24％,1％氢氧化钠抽出物17.84—21.88％,木素22.37—23.40％,酸溶木素1.72—2.38％,综纤维素77.35—80.62％和戊聚糖24.48—27.17％。 从纤维形态看,意大利杨木纤维较短,但是纤维的长宽比较大和壁腔比较小,从化学组成看,意大利杨木的综纤维素含量较高,木素含量较低,蒸煮时碱消耗低,生产化学浆的得率较高,得到的纸浆易漂白。因此,意大利杨木是制浆造纸较好的原料。     

NREL法测定大米草原料组分的含量

采用美国国家可再生能源实验室(NREL)方法定量大米草原料中纤维素、半纤维素及木质素。72%浓硫酸水解1 h、4%稀硫酸水解1 h可将大米草的纤维素、半纤维素降解为可用HPLC定量的单糖,适宜的样品添加量为0.3 g。同时,NREL法测定大米草纤维素、半纤维素及木质素的含量分别为32.92%、27.65%和24.2%。这三个组分的含量是评价大米草预处理、酶解及发酵工艺条件的重要依据。     

新型造纸原料洋麻的硫酸盐法制浆及ECF漂白

以洋麻为研究对象,分析了洋麻的化学成分,研究了不同H因子下硫酸盐法制浆(KP)的较优工艺,以及KP浆的ECF漂白性能及较优的漂白工艺.结果表明:洋麻的硝酸-乙醇纤维素含量为45.00%,酸不溶木素含量为16.50%,聚戊糖和抽出物含量均较低,是优良的造纸用原料;KP法蒸煮较优的制浆工艺为H因子1000、活性碱用量20%、硫化度22%,该工艺下细浆得率达44.9%、卡伯值为20.4、残碱质量浓度为11.67 g/L;ECF漂白的较优ODED漂白工艺为OD0,2%EpD1,1.5%,该工艺条件下终漂浆白度可达82.3%ISO.     

酶水解纤维素条件的优化

为了探究酶水解纤维素的最优条件,以麦草浆为原料,研究纤维素酶用量、pH、水解温度、底物质量分数和酶水解时间对酶水解得率的影响,通过正交实验对酶水解纤维素的工艺条件进行优化.最佳条件为:酶用量27,U,pH,5.5,水解温度50,℃,底物质量分数2%,水解时间60,h.在此条件下,酶水解得率可以达到75.8%.     

竹笋壳纤维组分的组合分离技术研究

对竹笋壳纤维中半纤维素、纤维素和木质素的组合分离技术进行了初步研究.实验结果表明：较好的稀酸水解条件为：纤维颗粒度80目,稀硫酸浓度3%,液固比100∶1（v/w）,温度70℃,时间10h;酸处理竹笋纤维无水乙醇提取的较优条件为：先将酸处理竹笋纤维在-20℃反复冷冻-解冻2次,再按20∶1（液固比）的比例加入无水乙醇,在80℃下提取10 h.在确定的酸解和醇提条件下,能较好地实现半纤维素、木质素和纤维素的分离.     

脱脂豆粕酸法水解条件的研究

本文以豆粕为原料，进行了酸法水解制备氨基酸的研究，试验了酸浓度、水解时间和温度对α-氨基氮含量的影响，得到了较佳的水解工艺条件。当水解温度90℃，酸浓度为9％，水解时间24-30小时，α-氨基氮含量可达到1．22g/100ml以上。