硫酸盐法溶解浆预水解液木素脱除工艺研究
发布时间：2021-08-13 11:57
木质纤维原料综合高效利用是解决化石资源短缺和环境污染的有效途径。预水解硫酸盐法溶解浆生产工艺被认为是最符合木质纤维原料综合利用的生产实践,成功实现了纤维素、半纤维素和木素的有效分离。然而,预水解液中的半纤维素和木素等仍未得到高效利用,主要原因是溶解的木素组分制约了半纤维素的分离纯化。有鉴于此,本论文通过使用不同处理方法处理溶解浆预水解液,比较处理前后预水解液木素及多糖组分含量的变化情况,探讨不同方法对预水解液木素的脱除能力。研究了漆酶处理预水解液过程中木素的脱除率及糖组分的变化;探究了调控预水解液pH值对预水解液木素和糖组分的影响;并采用PEO、PAC、PEO/PAC、壳聚糖和生石灰处理预水解液,分别协同漆酶处理预水解液。首先,选用漆酶处理溶解浆预水解液,探究了漆酶处理过程中木素和糖组分的变化,采用了紫外分光光度计和高效离子色谱等仪器进行分析。结果表明:最佳处理条件:漆酶用量为2.0 U/mL,漆酶处理时间为2.0 h,处理体系pH值为3,漆酶处理温度为40℃,预水解液中木素的脱除率为43.69%。漆酶处理溶解浆预水解液对糖组分的影响不明显,原始预水解液中木糖含量为44.05 g/L,...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
预水解液高值化利用Fig1-1ValueaddedapplicationofPHL
图 1-2 预水解液木素的主要结构Fig. 1-2 Typical structure of PHL lignin预水解过程中，木质纤维原料上的半纤维素溶出和降解，导致木素与纤维素之间的结合力下降，一部分木素溶解到预水解液中，Leschinsky 等[25]发现预水解过程中木素之间的芳基醚键发生断裂，并且在酸性环境下及连续蒸煮和重复使用过程中，预水解液中的木素发生缩合反应[26]，另外预水解液中木素的三种基本结构单元的含量组成也是影响预水解液木素去除的重要因素，研究发现预水解过程中 S 型、H 型和 G 型木素结构都发生不同程度的降解[27]。木素的存在阻碍了半纤维素的高值化利用，高效去除这一部分木素是实现预水解液高值化利用的关键。1.4 预水解液中木素的去除方法预水解液中木素的去除方法主要有物理法、化学法、生物法，三种方法对木素的作用效果不同，对预水解液其他组分的影响也不同，三种方法可以相互结合使用，以达到保留半纤维素并且高效去除木素的目的。
硫酸盐法溶解浆预水解液木素脱除工艺研究木素的乙酰化：将 300mg 木素置于锥形瓶中，采用氮气去除其中的空气，然后，加入体积比为 2:1 的吡啶-醋酸酐混合液 25 ml，密封后置于摇床上反应 72 h。随后，将溶液滴入乙醚中，可得乙酰化木素。将乙酰化木素（10mg）溶于四氢呋喃（5mL）中，经过有机滤膜过滤后在凝胶渗透色谱分析仪上测试。测试流动相为四氢呋喃，流速为 1 mL/min。凝胶柱始终处于恒大的外界环境中，采用聚苯乙烯（Polystrene）作为分子量测试的标准品，数据采用 Millenium 32 软件进行处理。2.2 结果与讨论2.2.1 漆酶处理溶解浆预水解液条件优化
【参考文献】：
期刊论文
[1]麦草热水预水解过程产物分析及木糖生成模型[J]. 马浩,吉兴香,田中建,房桂干,陈嘉川. 中国造纸. 2017(03)
[2]利用CaO/PAC选择性去除预水解液中木质素[J]. 周丹丹,侯庆喜,刘苇,冯清. 林产化学与工业. 2016(05)
[3]酸性亚硫酸盐与预水解硫酸盐法溶解浆生产工艺及产品性能的比较[J]. 陈春霞,刘一山,段超,李建国,马晓娟,郑林强,倪永浩. 中国造纸. 2015(12)
[4]固定化漆酶在SBR处理造纸废水中的应用[J]. 刘娜娜. 纸和造纸. 2015(06)
[5]低聚木糖的应用研究和产品开发进展[J]. 张玲,丁长河,阮文彬. 粮食与油脂. 2015(02)
[6]木质素基酚醛树脂泡沫塑料的结构与性能研究[J]. 吴强林,方红霞,丁运生,刘东银,郑雨,晏秀男. 工程塑料应用. 2012(11)
[7]溶解浆预水解硫酸盐法蒸煮技术[J]. 李明. 中华纸业. 2012(04)
[8]木质素两性表面活性剂的合成及表面物化性能[J]. 徐永建,付旭东. 精细化工. 2010(08)
[9]白腐菌漆酶催化聚合造纸废水中木素的研究[J]. 吴香波,谢益民,冯晓静. 环境科学与技术. 2010(01)
[10]糠醛的生产及应用[J]. 江俊芳. 化学工程与装备. 2009(10)
硕士论文
[1]木质素基活性炭的制备及其应用[D]. 郭晓锋.郑州大学 2016
[2]溶解浆预水解液中木糖转化利用的工艺研究[D]. 王宝斌.齐鲁工业大学 2015
本文编号：3340388
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
预水解液高值化利用Fig1-1ValueaddedapplicationofPHL
图 1-2 预水解液木素的主要结构Fig. 1-2 Typical structure of PHL lignin预水解过程中，木质纤维原料上的半纤维素溶出和降解，导致木素与纤维素之间的结合力下降，一部分木素溶解到预水解液中，Leschinsky 等[25]发现预水解过程中木素之间的芳基醚键发生断裂，并且在酸性环境下及连续蒸煮和重复使用过程中，预水解液中的木素发生缩合反应[26]，另外预水解液中木素的三种基本结构单元的含量组成也是影响预水解液木素去除的重要因素，研究发现预水解过程中 S 型、H 型和 G 型木素结构都发生不同程度的降解[27]。木素的存在阻碍了半纤维素的高值化利用，高效去除这一部分木素是实现预水解液高值化利用的关键。1.4 预水解液中木素的去除方法预水解液中木素的去除方法主要有物理法、化学法、生物法，三种方法对木素的作用效果不同，对预水解液其他组分的影响也不同，三种方法可以相互结合使用，以达到保留半纤维素并且高效去除木素的目的。
硫酸盐法溶解浆预水解液木素脱除工艺研究木素的乙酰化：将 300mg 木素置于锥形瓶中，采用氮气去除其中的空气，然后，加入体积比为 2:1 的吡啶-醋酸酐混合液 25 ml，密封后置于摇床上反应 72 h。随后，将溶液滴入乙醚中，可得乙酰化木素。将乙酰化木素（10mg）溶于四氢呋喃（5mL）中，经过有机滤膜过滤后在凝胶渗透色谱分析仪上测试。测试流动相为四氢呋喃，流速为 1 mL/min。凝胶柱始终处于恒大的外界环境中，采用聚苯乙烯（Polystrene）作为分子量测试的标准品，数据采用 Millenium 32 软件进行处理。2.2 结果与讨论2.2.1 漆酶处理溶解浆预水解液条件优化
【参考文献】：
期刊论文
[1]麦草热水预水解过程产物分析及木糖生成模型[J]. 马浩,吉兴香,田中建,房桂干,陈嘉川. 中国造纸. 2017(03)
[2]利用CaO/PAC选择性去除预水解液中木质素[J]. 周丹丹,侯庆喜,刘苇,冯清. 林产化学与工业. 2016(05)
[3]酸性亚硫酸盐与预水解硫酸盐法溶解浆生产工艺及产品性能的比较[J]. 陈春霞,刘一山,段超,李建国,马晓娟,郑林强,倪永浩. 中国造纸. 2015(12)
[4]固定化漆酶在SBR处理造纸废水中的应用[J]. 刘娜娜. 纸和造纸. 2015(06)
[5]低聚木糖的应用研究和产品开发进展[J]. 张玲,丁长河,阮文彬. 粮食与油脂. 2015(02)
[6]木质素基酚醛树脂泡沫塑料的结构与性能研究[J]. 吴强林,方红霞,丁运生,刘东银,郑雨,晏秀男. 工程塑料应用. 2012(11)
[7]溶解浆预水解硫酸盐法蒸煮技术[J]. 李明. 中华纸业. 2012(04)
[8]木质素两性表面活性剂的合成及表面物化性能[J]. 徐永建,付旭东. 精细化工. 2010(08)
[9]白腐菌漆酶催化聚合造纸废水中木素的研究[J]. 吴香波,谢益民,冯晓静. 环境科学与技术. 2010(01)
[10]糠醛的生产及应用[J]. 江俊芳. 化学工程与装备. 2009(10)
硕士论文
[1]木质素基活性炭的制备及其应用[D]. 郭晓锋.郑州大学 2016
[2]溶解浆预水解液中木糖转化利用的工艺研究[D]. 王宝斌.齐鲁工业大学 2015
本文编号：3340388
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