相思木预水解提取半纤维素及其乙醇法分离回收研究

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本论文主要研究的是将相思木的预水解液利用乙醇沉淀法进行半纤维素的分离及回收。预水解液中含有丰富的半纤维素降解物,是化工产品生产的潜在原材料。重点探讨了预水解前后固液相物料各成分随温度时间的变化规律,确定了越南相思木的最佳预水解条件、预水解液中半纤维素提取的方法及最佳工艺条件,为后续研究分离液制浆与乙醇制浆的浆料比较做了准备工作。实验结果表明:在相思木预水解蒸煮的过程中,从液相来看,对糖类组分的分析结果表明,水预水解提取液中含有木糖和阿拉伯糖等五碳糖、葡萄糖和半乳糖等六碳糖、以及纤维二糖,水预水解工艺条件对提取液中糖类组分的含量有很大的影响,特别是葡萄糖和木糖随时间温度的不同有显著的变化规律。从固相来看,预水解前后半料浆损失率及原料组分随温度时间的增大而呈现递增趋势,并且固相组分抽出量大于液相组分含量。通过对固相液相的成分分析,得到了相思木预水解法生产精制浆的最佳工艺条件是液比1:4,最高温度170℃,升温时间45min,保温时间80min。此预水解处理条件:获得最高木糖浓度为18.452g/l。如果要尽可能多的获取预水解法提取的半纤维素,则最佳工艺条件是液比1:4,最高温度170℃,升温时间45min,保温时间60min。此预水解处理条件:获得最高聚木糖浓度12.449g/l。本实验是采用乙醇沉淀法来获取预水解法提取的半纤维素的。原理是利用半纤维素不溶于有机溶剂,且分离沉淀后的分离液为后续的分离液制浆与乙醇制浆的比较研究做了准备。通过结合乙醇的加入量和预水解液的蒸发量两种指标,最终得到获取半纤维素最佳条件。获取最大沉淀量的最佳条件为:最高温度170℃,升温时间45min,保温时间20min,预水解液/乙醇体积比1:9,预水解液浓缩了80%。通过红外光谱、热重分析、紫外光谱、离子色谱等分析技术对沉淀物进行了结构与纯度的分析,并证明了乙醇沉淀半纤维过程是非选择性的。得到了纯度最高的条件为:最高温度170℃,升温时间45min,保温时间20min,预水解液/乙醇体积比1:6,预水解液浓缩了80%。
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