硫酸盐法溶解浆预水解液木素脱除工艺研究

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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,经漆酶处理后预水解液中木糖含量为42.12 g/L,木糖损失率为4.38%;预水解液中总糖含量为60.49 g/L,经漆酶处理后预水解液总糖含量为56.73 g/L,总糖损失率为6.22%。其次,选用调节预水解液pH值的方法处理溶解浆预水解液,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。结果表明:预水解液中木素的脱除率随预水解液pH值的增加呈现先下降后上升再下降的趋势,在预水解液pH值为10时,木素的脱除率达到最大值26.59%。预水解液中单糖、聚糖和总糖的含量随着预水解液pH值的上升呈现先平稳后下降的趋势,在pH值10以后,预水解液中糖组分明显减少;当调节pH值为10时,预水解液中聚糖和单糖含量分别为30.74 g/L和22.51 g/L,较原始预水解液糖组分分别减少了11.87%和10.35%。调节pH值协同漆酶处理预水解液,预水解液木素脱除率为49.02%;预水解液中总糖、单糖和聚糖含量分别为51.24g/L、21.44 g/L和29.80 g/L,较原始预水解液糖损失率分别为15.29%、14.62%和14.56%。最后,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,研究了PEO、PAC、PEO/PAC、壳聚糖和生石灰协同漆酶处理对预水解液中木素和糖组分的变化情况。使用并优化PEO、PAC及PEO/PAC处理预水解液,PEO用量为400 ppm时木素脱除率为32.5%;在PAC用量400 ppm时木素的脱除率为18.8%;PEO/PAC用量分别为200 ppm时木素脱除率为22.4%。优化后分别使用PEO、PAC及PEO/PAC协同漆酶处理预水解液,结果表明:木素脱除率分别为68.7%、48.0%和54.3%。总糖损失分别为9.01%、6.99%及8.43%。优化后的壳聚糖和生石灰分别协同漆酶处理预水解液,结果表明:壳聚糖协同漆酶处理预水解液,预水解液木素脱除率最大值为52.65%,总糖损失了19.76%。生石灰协同漆酶处理预水解液,木素脱除率为63.53%,总糖损失23.94%。
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