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目前,造纸工业持续高速发展,但也越来越受到造纸原料问题、环境问题和能源问题的制约,这引起了国内外专家学者的普遍关注。利用非木材纤维资源,借助于清洁、节能的氧碱制浆方法以及对制浆废液循环利用等是针对上述问题提出来的研究课题。本文作为国家自然科学基金项目“蔗渣生物预处理节能清洁化氧碱制浆的研究”内容的一部分,就蔗渣氧碱制浆的工艺优化,蔗渣经过碱预处理的氧碱制浆方法,及在此基础上的废液循环利用等方面进行研究,为蔗渣制浆工业实现节能清洁化的生产提供有力的理论基础。1)通过对蔗渣低温氧碱工艺的探索,得到最佳工艺条件为：蒸煮温度105℃,用碱量22%,升温时间60 min,保温时间120 min,助剂AOA-1 0.5%,MgSO4 0.5%,初始氧压0.6 MPa,浓度12%。相应获得的细浆得率为63.7%,卡伯值为15.3,黏度为843 mL/g,白度为62.3%SBD。2)通过在最佳工艺条件下对各种助剂的探索,研究结果表明,镁盐对碳水化合物的保护作用最明显,提高镁盐用量可以保持纸浆较高的黏度。但是,通过对Mg(OH)2作为部分碱源的研究来看,镁用量的升高会导致白度下降。作为保护剂,MgSO4比较适合的用量是0.5%-1.0%。其次,EDTA也能在保持其他指标较好的前提下,对抑制纸浆黏度的下降起到积极的作用。3)通过对氧碱制浆追求高白度本色浆的研究,发现提高用碱量和延长保温时间对纸浆白度提升有一定的帮助,最高可达68%SBD以上。但是,纸浆的黏度和得率因碳水化合物降解而有所下降。100℃以下的低温小保温对改善纸浆黏度也有一定的帮助,同时可以保持纸浆的白度和得率基本稳定。4)蔗渣经碱预处理的两段氧碱制浆适宜的制浆条件是：碱预处理段浓度10%,NaOH用量10%,时间10 min,温度90℃；氧碱制浆段补加碱15%(以预处理后绝干蔗渣计),初始氧压0.6 MPa,MgSO4 0.5%,最高温度105℃,升温60 min,保温90 min,浓度12%。在上述条件下进行废液循环制浆的实验表明,能够获得质量较稳定的纸浆。5)对优化工艺条件下的蔗渣氧碱浆采用TCF漂白进行了初步探索,结果表明,X-Eop的效果比较明显。得出的酶处理段优化工艺为：温度50℃,时间60 min,酶用量0.5%,采用缓冲溶液调节pH值为5.5;Eop段优化工艺为：H2O2用量2.0%, NaOH用量1.2%, Na2SiO3用量2.5%,MgSO4用量0.5%,EDTA用量0.5%,温度85℃,保温80 min,浆浓10%。所得的漂白浆白度达78%ISO以上,提高近20个百分点,黏度为872 mL/g,卡伯值为12.56。6)对蔗渣在125℃、115℃、105℃和95℃四个不同温度条件下直接氧碱制浆所获得的纸浆残余木素和废液中的木素进行了1H-NMR、13C-NMR和GPC的测定,并对纤维素的一些相关指标进行了分析。结果表明,蔗渣原料木素中同时含有对-羟苯基、愈疮木基和紫丁香基三种构造单元,其中以紫丁香基含量最高；并且对-羟苯基和紫丁香基比愈疮木基更易于降解。不同蒸煮温度并不改变蔗渣氧碱脱木素反应的主体特征。随蒸煮温度的降低,木素的β-O-4、β-1、β-5和β-β以及醚键等结构在低温蒸煮条件下对蒸煮药品的反应性降低。低温蒸煮能有效抑制纤维素降解和保持结晶度。为低温氧碱制浆的脱木素机理提供理论基础并为制定更合理的氧碱制浆工艺条件提供理论依据。