植物纤维制备微晶纤维素的研究

作     者：王运刚 

作者单位：齐鲁工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王瑞明

授予年度：2015年

学科分类：082903[工学-林产化学加工工程] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 

主      题：玉米芯 微晶纤维素 羟基自由基活性氧 低聚合度 有机复合钾肥 

摘      要：微晶纤维素是一种以β-1,4葡萄糖苷键结合的直链式多糖,被广泛应用于医药、食品、化妆品以及轻化工行业。目前传统的工艺方法主要是利用甘蔗渣、玉米芯等含有高α-纤维素的天然植物纤维为原料制备微晶纤维素。传统的微晶纤维素生产方法基本工艺路线是采用先用稀酸进行水解、对水解渣进行洗涤、将洗涤后的水解渣干燥、然后粉碎等一系列处理过程,主要是将原料中的木质素等非纤维素物质溶解,然后再经水洗、干燥、粉碎等处理过程,得到粉末状的微晶纤维素产品,这一类的微晶纤维素生产工艺在生产过程需要消耗强酸、强碱、化学试剂(化工原料)等化学品,对环境造成一定污染,还要使用掉大量能源、水源。以玉米芯为原料利用化学药剂羟基自由基活性氧制备工艺和纤维素的电催化氧化技术制备合成革用微晶纤维素产品,这既能植物纤维综合利用,实现绿色经济、循环经济,也使我国石油资源紧缺状况得以缓和,有望可以替代目前棉浆粕和木浆粕为原料生产的聚氨酯合成革用微晶纤维素产品。减轻了能源消耗,促进了农村经济发展,提高了广大农民的收入,可以创造显著的综合效益。本研究围绕着以玉米芯为原料的微晶纤维素研发而展开的,以木糖生产的下脚料玉米芯渣为原料,利用羟基自由基活性氧作为化学药剂,制备微晶纤维素产品的同时,以产生的黑液和洗涤水为原料制备有机复合钾肥的相关研究。目的是进一步提高玉米芯综合利用率,以为工业化生产与应用提供必要的理论及实验基础。首先对玉米芯及提取木糖后的残渣成分进行了分析,初步掌握了其中纤维素含量及相关形态。在此基础上,论述了基于玉米芯的微晶纤维素制备方法。重点研究了玉米芯渣除砂,羟基自由基氧化,漂白等工序。考察了玉米芯原料、氧化剂、漂白剂羟基自由基花型药剂加入量以及反应温度、反应时间对微晶纤维素的影响规律。同时,本文对产生的废液制备有机复合钾肥进行了研究。为了进一步推进相关实验的产业化进程,本文也进行了相关实验的中试放大,并获取了相关数据,对产品进行了质量分析。最后,针对实验过程掌握的数据及出现的问题进行了总结和进一步展望。