构树皮生物法制浆的反应历程研究

发布时间：2018-11-14 20:14

【摘要】：用韧皮纤维作原料进行生物法制浆，已成为近年来造纸工业清洁生产研究的一大热点。本文对杂交构树皮生物法制浆的反应历程进行研究，首先通过条件实验利用其成浆过程中聚戊糖、果胶、木素含量等组成成分的变化进行了分析，以找到不同酶用量、温度、pH值下酶处理的作用效果，对其不同影响因素进行分析；其次探讨了不同时间下各个组分的含量变化，以及对酶处理前后木素、果胶以及纤维形态的变化进行对比与分析。 实验选定果胶酶为构树皮生物制浆的活性酶，采用单因素实验与正交实验结合的方法确定其生物制浆的最佳工艺条件。结果表明，当酶用量1‰，温度50℃，体系pH为4时，可取得理想的成浆效果。在此工艺条件下，戊聚糖含量从10.05%下降到7.83%，下降了2.22%；果胶含量从8.86%下降到3.13%，果胶去除率达到64.67%；卡伯值从初始的29.51下降到19.23，下降了11.28。在实验室选定条件范围内的外界因子下，温度的三个水平所导致的果胶脱除率的差异最大，即温度的影响是最大的，其次是pH值，，影响最小的是酶用量。 通过对构树皮酶法脱除果胶的反应历程研究，对其不同作用时间下的聚戊糖、果胶含量，以及卡伯值的测定，可以得出：在反应的前30min，果胶脱除率较少，从8.86%下降到7.75%，只下降了1.11%，而在30min～120min是大量除果胶阶段，在此过程中果胶含量从7.75%下降到3.66%，脱除了总脱除量的69.91%，而在120min～300min时，果胶含量只下降了0.65%。同样，在30min～120min时，卡伯值下降程度也比较大，而只有聚戊糖含量下降比较少，仅仅下降了2.22%。 从对酶处理前后浆料的纤维形态观察图可以看出，酶处理脱除大部分果胶，但是仍有少部分残余，这可能是由于果胶酶的单一选择性；从果胶红外谱图可以看出，酶处理使果胶中甲氧基有一定程度的脱除；从对木素的结构分析可知，原料中的木素和残余木素结构发生变化，说明酶处理的过程中木素中可能有羟基缩合成醚键的反应，且可能木素发生氧化反应，生成新的共轭羰基。
[Abstract]:Biological pulping with phloem fiber as raw material has become a hot spot in clean production of papermaking industry in recent years. In this paper, the reaction mechanism of biological pulping of hybrid tree bark was studied. Firstly, the changes of pentose, pectin, lignin content and other components in the pulp were analyzed through conditional experiments, in order to find out the different enzyme dosage and temperature. The effect of enzyme treatment under pH value was analyzed. Secondly, the content changes of each component at different time were discussed, and the changes of lignin, pectin and fiber morphology before and after enzymatic treatment were compared and analyzed. Pectinase was selected as the active enzyme in the biological pulping of the bark and the optimum conditions of the biological pulping were determined by the combination of single factor experiment and orthogonal experiment. The results showed that when the amount of enzyme was 1 鈥

本文编号：2332184