共轭酸碱预处理体系下杨木细胞壁组分的降解、迁移及溶出规律

来源 :齐鲁工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:luohai8899
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
制浆前对植物纤维原料进行预处理提取半纤维素是实现其有效利用的重要措施。在预处理过程中,伴随着碳水化合物、木素的降解及迁移溶出,原料的化学组成及微区分布发生很大变化,将对后续制浆造纸过程产生重要影响。因此,明晰预处理过程中原料细胞壁组分的降解、迁移及溶出规律是建立生物质精炼平台急需解决的问题之一。  本研究针对植物纤维细胞壁组分所涉及到的水解、降解和缩合反应与pH密切相关的特点,为抑制水热预处理过程中低聚糖进一步降解为单糖、单糖进一步分解为糠醛等小分子降解物质、以及木质素分子之间和木质素分子与糠醛之间的缩合,采用乙酸-乙酸钠共轭酸碱缓冲溶液调控预处理体系中的水合氢离子浓度,研究了杨木木片预处理液中糖类及其降解物以及木素及其降解产物的变化规律,系统分析了预处理过程中半纤维素和木素的溶出规律,并借助XPS和SEM分析了木片表面的化学成分和形貌变化。结果表明,乙酸-乙酸钠共轭酸碱对可以抵御杨木预水解过程中产生的酸性物质,将体系的pH值稳定在一定范围内,对纤维细胞壁化学组分的溶出以及溶出物质在液相中的存在形式起到一定的调控作用。在预处理的升温阶段,即有较多半纤维素降解溶出,保温60 min后,缓冲比为0.1的乙酸-乙酸钠体系的聚戊糖脱除率可达64.6%。相比于热水预处理体系,乙酸-乙酸钠缓冲溶液预处理体系所得预水解液中的低聚糖含量相对较高,单糖含量相对较低,尤其是糠醛、5-羟甲基糠醛等小分子降解产物含量较低。而且,随着乙酸-乙酸钠缓冲比的增加,低聚糖在总糖中所占的比例增加。乙酸-乙酸钠共轭酸碱对可以调控半纤维素的水解强度,防止低聚糖的过度降解以及单糖的进一步降解,提高糖类的收获率。采用乙酸-乙酸钠缓冲溶液将预处理体系维持在较低且适宜的pH水平,有利于木素的溶出,而缓冲比较高的乙酸-乙酸钠体系可减少预水解液中香草醛、愈创木酚、丁香醛、对羟基苯甲酸等木素降解产物的含量。在预处理过程中,大约有20%的木素可被脱除。随着保温时间的延长,木片中的酸不溶木素含量降低,而酸溶木素含量逐渐增加。经乙酸-乙酸钠高温预水解后,木片外表面覆盖有许多微小球状物质,主要是迁移到表面的木素和再沉积的木素类物质,而且随着保温时间的延长,预处理木片的表面木素量增加,保温60 min以后,木片表面几乎完全被木素覆盖。另外,经乙酸-乙酸钠缓冲溶液预处理后,杨木木片中的灰分含量稍高;而随着保温时间的延长,木片中的有机溶剂抽出物含量增加。
其他文献
质子交换膜燃料电池具有高效安全、环境友好、工作温度低、可快速启动等优点,且被认为是发展最好的能源和未来最理想的氢能利用方式之一,具有广阔的市场前景和巨大的商业价值。质子交换膜燃料以氢气和氧气为燃料,整个能量转换过程对环境几乎不产生任何负面影响,因此对PEMFC的研究和开发逐渐成为世界研究的焦点。为了能够更好的研究PEMFC的性能特性,需要对PEMFC建立数学模型,利用计算机进行仿真技术分析,通过改
正交非圆面齿轮副是在非圆锥齿轮副的研究基础上提出一种新型的相交轴间变传动比齿轮副,其结合了非圆齿轮、非圆锥齿轮和面齿轮三者共同的传动特点,可用来传递相交轴间的运动和动力,在工程机械、农用机械、纺织机械、汽车等场合,具有潜在的应用前景。因此,对正交非圆面齿轮副的研究具有重要的理论意义。本课题来源于国家自然科学基金项目,主要目的是探索一种正交非圆面齿轮副的基本传动原理、通用几何设计方法、分析与加工制造
作为应用最为广泛的机械零件之一,滚动轴承也是最易损坏的零件,滚动轴承的故障会导致整台机器运转的失效,造成严重的经济损失和人员伤亡。因此对滚动轴承的动力学特性进行仿真研究,分析其正常运转与故障情况下的动力学特性差异,为滚动轴承的故障诊断提供理论依据,具有十分重要的现实意义。本文首先介绍了滚动轴承的常见故障形式及诊断方法,叙述了滚动轴承的基本力学理论,建立了滚动轴承的动力学理论模型,分析了滚动轴承内部
海上风能资源丰富,研发海上风机成为一种趋势。但海洋环境复杂,深海风机结构承受着风载、波浪载荷和流载荷等多种随时间和空间变化的随机载荷,风机的某些结构如叶片、塔筒和
建筑是人的生活必需品,随历史推进、技术进步而不断更新.本文分析现阶段建筑问题、归纳未来的居住建筑必备要求,根据集装箱建筑特点以及当代发展趋势,作出了对未来的集装箱建
本文从车辆路径问题的相关概念入手,分析了构成车辆路径问题的组成要素,引出了动态车辆路径问题;在分析了动态车辆路径问题中遇到的各类不确定信息的基础上,将动态车辆路径问
阅读学习是语文学科教学的核心内容,教师在阅读方法创新探索中,需要对学生阅读基础有充分的了解,以便为学生选择适宜的阅读内容、搭建阅读思维框架、优化阅读活动形式,为学生
期刊
摩擦现象广泛存在于各类生产机械中,与人类的生产和生活息息相关。上世纪80年代左右,人们发现在微观状态下的摩擦现象已不能用宏观摩擦定律来解释,摩擦学的研究宣告进入微观和宏观相结合的新阶段。对于介于宏观摩擦和微观摩擦之间的微小摩擦,它的摩擦机理和测试方法的研究是摩擦学研究新阶段的重要内容。微小摩擦力的数值很小,通常用毫牛来表示。因此,如何最大限度避免测试装置对被测件实际所受摩擦力的影响是能否达到良好的
物资管理作为电力企业发展的核心要素之一,管理水平直接影响着电力企业的发展.当前,电力企业物资管理模式已经不足以满足发展需要,必须开发新的物资管理模式,增强电力企业核
牛的“悲惨世界”2004年4月26日,这是个星期一的下午,加拿大温尼伯湖北部100公里的艾勃格,牧场主格登先生在电话中惊惶失措地对加拿大骑警队报告说:“我的牛死得特别蹊跷,你们快来