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杨木预水解液中阴电荷及其来源的研究

杨木预水解液中阴电荷及其来源的研究

作者：王超齐鲁工业大学

学位级别：硕士

纤维原料制浆前的热水预水解使大部分半纤维素进入到水解液中,预水解后的纤维原料和预水解液可以分别进行制浆造纸和提取半纤维素,提取的半纤维素可以用来生产多种高附加值产品如水凝胶、造纸化学品和包装材料等。本文基于生物质精炼的... 详细信息

纤维原料制浆前的热水预水解使大部分半纤维素进入到水解液中,预水解后的纤维原料和预水解液可以分别进行制浆造纸和提取半纤维素,提取的半纤维素可以用来生产多种高附加值产品如水凝胶、造纸化学品和包装材料等。本文基于生物质精炼的概念,研究了贮存时间对预水解中杨木组分溶出、预水解液阳电荷需要量、以及半纤维素分子量的影响;研究了热水预水解条件对于杨木预水解液组分、阴电荷以及木素官能团的影响;并探讨了透析处理对于杨木预水解液组分、阴电荷的影响。对新鲜木片和贮存六个月木片的预水解结果表明,木片贮存对预水解液pH和木素含量有较为明显的影响。新鲜木片预水解液的pH明显低于贮存六个月木片的预水解液pH。当预水解温度高于150°C时,与贮存六个月的木片相比,新鲜木片预水解液的木素含量较低,而单糖含量较高,尤其是葡萄糖和木糖。当预水解温度为170°C或更高时,与贮存六个月的木片相比,新鲜木片预水解液中木聚(寡)糖含量稍低。在170°C下预水解后,与新鲜木片相比,贮存六个月木片预水解液中半纤维素的分子量略高,但是新鲜木片预水解液中半纤维素的多分散系数较低,所得半纤维素分子量分布较窄、结构更为均一。预水解温度对于预水解反应有重要的影响。随着预水解温度的升高,预水解液中木素和糖含量逐渐上升,pH逐渐降低。但是当预水解温度升高到180°C时,半纤维素降解加剧,预水解液中糖类含量下降,并且生成大量的其他产物如糠醛。相比于预水解温度,保温时间对预水解反应的影响略低。随保温时间的增加,预水解液中木素含量上升,单糖含量增加,而在预水解温度为170°C时,保温超过90 min,聚(寡)糖含量会有所下降,这说明当水解温度不超过180°C时,保温时间增加会使聚(寡)糖加速降解为单糖,并且降解为单糖的速率要远大于单糖降解为糠醛的速率。预水解液中的糖醛酸主要以聚(寡)糖的形式存在,随预水解温度的升高,预水解液中糖醛酸尤其聚半乳糖醛酸含量逐渐下降,同时阳电荷需要量也逐渐降低。糖醛酸聚(寡)糖(尤其聚半乳糖醛酸)是预水解液中阴电荷的重要来源。采用不同截留分子量透析膜透析处理预水解液,发现,预水解液中大部分木素的分子量小于3500 Da,分子量在3500-14000 Da之间的木素含量也很低。预水解液中大部分聚(寡)糖分子量小于3500 Da。采用截留分子量3500 Da的透析膜透析处理后,糖醛酸的含量大幅降低,同时阳电荷需要量也显著降低。预水解液中木素的31P-NMR分析表明,木素的脂肪族羟基随水解温度的升高而有所降低,而酚羟基有所增加,羧基含量变化不明显。预水解液中的木素所带电荷对于预水解液阴电荷的贡献较小,尤其当预水解温度较低时。

关键词：预水解液半纤维素木素阴电荷糖醛酸

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热水预水解对杨木预水解液性能的影响

中华纸业 2013年第10期34卷 29-34页

作者：段超冯文英张艳玲徐明张升友中国制浆造纸研究院制浆造纸国家工程实验室北京100102 华博企联技术咨询有限公司北京100020

在硫酸盐法制浆(KP)前对杨木木片进行热水预水解处理,探讨了不同P因子对预水解液性能的影响。实验结果表明:随P因子增大,预水解液的pH不断降低,最终导致水解木片的得率不断降低,此外,预水解液中的固形物、聚戊糖、酸溶木素、糠醛和CODC... 详细信息

在硫酸盐法制浆(KP)前对杨木木片进行热水预水解处理,探讨了不同P因子对预水解液性能的影响。实验结果表明:随P因子增大,预水解液的pH不断降低,最终导致水解木片的得率不断降低,此外,预水解液中的固形物、聚戊糖、酸溶木素、糠醛和CODCr含量也呈增加趋势;当P因子≥1355时,预水解液体系中易发生物质的吸附与沉积,经傅里叶红外光谱(FT-IR)表征证实该沉积物为木素/LCC类物质;当P因子为608～1060时,预水解液和水解木片中的聚戊糖提取率具有良好的线性关系:y=1.340x+7.235,R2=0.977;在热重分析(TGA)过程中,预水解液主要的失重温度范围为165～450℃,且当P因子由61增至1355时,失重由41%升至61%。

关键词：热水预水解 P因子预水解液傅里叶红外光谱热重分析

改性β–环糊精对酸化后桉木预水解液中木素的吸附

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天津科技大学学报 2014年第5期29卷 58-64页

作者：夏长刚黄日晋程小娟黄晓凤刘泽华天津市制浆造纸重点实验室天津科技大学材料科学与化学工程学院天津300457

以β–环糊精(β-CD)为原料、环氧氯丙烷为交联剂、碳酸钙为致孔剂合成β–环糊精–环氧氯丙烷交联物(β-CDP)、碳酸钙致孔β-CDP(Ca-β-CDP),并用红外光谱对其进行表征.以这两种交联产物作为吸附剂对酸化后的桉木预水解液(PHL1)进行木... 详细信息

以β–环糊精(β-CD)为原料、环氧氯丙烷为交联剂、碳酸钙为致孔剂合成β–环糊精–环氧氯丙烷交联物(β-CDP)、碳酸钙致孔β-CDP(Ca-β-CDP),并用红外光谱对其进行表征.以这两种交联产物作为吸附剂对酸化后的桉木预水解液(PHL1)进行木素吸附实验,采用单因素实验分别考察吸附剂用量、吸附时间、吸附温度和吸附pH对木素吸附的影响,确定最佳吸附条件为:β-CDP用量12%(相对于PHL1质量)、吸附时间60,min、吸附温度30,℃、吸附pH为2.0,在此条件下木素最大去除率为57.9%;Ca-β-CDP用量为14%、吸附时间60,min、吸附温度30,℃、吸附pH 2.0,在此条件下木素最大去除率为55.4%.

关键词： β-CD β-CDP Ca-β-CDP 预水解液吸附木素去除率

漆酶/木聚糖酶双功能作用预水解液制备糠醛的研究

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天津造纸 2020年第4期42卷 25-29页

作者：刘婧刘海棠中国轻工业造纸与生物质精炼重点实验室天津市制浆造纸重点实验室天津科技大学轻工科学与工程学院天津300457 中国林业科学研究院林产化学工业研究所江苏省生物质能源与材料重点实验室南京210042 天津市海洋资源与化学重点实验室(天津科技大学) 天津300457

桉木溶解浆预水解液(PHL)富含糖等生物质资源,可生产糠醛。针对用PHL直接转化糠醛存在木糖转化率低、副反应明显等问题,提出了一种新工艺,即漆酶/木聚糖酶双功能作用PHL制备糠醛。首先,在漆酶用量10μL/mL、温度36℃、pH 3.6、处理时间... 详细信息

桉木溶解浆预水解液(PHL)富含糖等生物质资源,可生产糠醛。针对用PHL直接转化糠醛存在木糖转化率低、副反应明显等问题,提出了一种新工艺,即漆酶/木聚糖酶双功能作用PHL制备糠醛。首先,在漆酶用量10μL/mL、温度36℃、pH 3.6、处理时间2 h的条件下,从PHL中去除43%的木质素;然后,在木聚糖酶用量2 mL、温度70℃、处理时间2 h的条件下处理预水解液(L-PHL),降解其中的低聚木糖;最后,在硫酸催化作用下,利用反应釜在180℃下反应90 min,测得木糖转化率为89.8%,糠醛得率为56.95%。实验中木糖转化和糠醛得率不成正比,初步推断是反应过程中木糖焦化所致。

关键词：预水解液漆酶木聚糖酶糠醛

用野生酵母JI发酵糖厂蔗渣预水解液制木糖醇的研究

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福建糖业 1992年第3期13卷 28-32页

作者：李康梁文芷

植物原料预水解液中低聚木糖纯化方法研究进展

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植物原料预水解液中低聚木糖纯化方法研究进展

微波辅助酸处理桉木预水解液纯化制备低聚木糖

中国造纸学会第十九届学术年会

作者：方帅男曹春昱苏振华中国制浆造纸研究院有限公司制浆造纸国家工程实验室

从半纤维素预水解液中提取并纯化低聚木糖是生物质资源化利用途径之一,对我国生物质资源化利用与制浆造纸产业的可持续发展有着重要意义。本文简要介绍了半纤维素的水解方法以及预水解液中的组分,对吸附、过滤、离子交换、中和、生物等... 详细信息

从半纤维素预水解液中提取并纯化低聚木糖是生物质资源化利用途径之一,对我国生物质资源化利用与制浆造纸产业的可持续发展有着重要意义。本文简要介绍了半纤维素的水解方法以及预水解液中的组分,对吸附、过滤、离子交换、中和、生物等水解液纯化方法进行了综述,同时介绍了国内外研究进展,并对植物纤维原料预水解液中低聚木糖纯化方法进行了展望。

关键词：半纤维素预水解液低聚木糖纯化

来源： cnki会议评论

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中国造纸 2019年第6期38卷 7-13页

作者：董吉冉杨桂花吉兴香徐丰陈嘉川齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室/制浆造纸科学与技术教育部重点实验室

为利用桉木预水解液制备低聚木糖,对经过Ca(OH)2和活性炭处理的二级处理预水解液进行微波辅助酸处理,探讨了处理过程中酸类型、酸用量、处理温度和处理时间对预水解液中木糖及聚合度为2~4低聚木糖(低聚木糖DP2~4)含量的影响,并对处理后... 详细信息

为利用桉木预水解液制备低聚木糖,对经过Ca(OH)2和活性炭处理的二级处理预水解液进行微波辅助酸处理,探讨了处理过程中酸类型、酸用量、处理温度和处理时间对预水解液中木糖及聚合度为2~4低聚木糖(低聚木糖DP2~4)含量的影响,并对处理后预水解液中的低聚木糖进行了分析与表征。结果表明,微波辅助酸处理二级处理预水解液较优工艺条件为:硫酸用量1.4%、处理温度120℃、处理时间20min,在此条件下,经过微波辅助酸处理所制备的三级处理预水解液中低聚木糖DP2~4含量为9.25g/L,与未经微波辅助酸处理二级处理预水解液相比,其低聚木糖DP2~4含量提高了38.1%,预水解液中低聚木糖DP2~4组分得到了进一步纯化。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)结果表明,微波辅助酸处理桉木预水解液纯化制备的低聚木糖含有部分阿拉伯糖及糖醛酸侧链,且该低聚木糖具有较高的热稳定性。

关键词：桉木预水解液低聚木糖微波酸水解

聚木糖酶处理桉木预水解液制备低聚木糖的研究

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中国造纸 2019年第8期38卷 1-7页

作者：陈嘉川董吉冉杨桂花徐丰吉兴香齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室/制浆造纸科学与技术教育部重点实验室

以桉木预水解液为原料,首先采用Ca(OH)2和活性炭处理制备二级处理预水解液,然后采用聚木糖酶酶解制备低聚木糖。探讨了处理过程中聚木糖酶用量、处理时间、处理温度和pH值对二级处理预水解液中聚合度为2~4的低聚木糖(低聚木糖DP2~4)含... 详细信息

以桉木预水解液为原料,首先采用Ca(OH)2和活性炭处理制备二级处理预水解液,然后采用聚木糖酶酶解制备低聚木糖。探讨了处理过程中聚木糖酶用量、处理时间、处理温度和pH值对二级处理预水解液中聚合度为2~4的低聚木糖(低聚木糖DP2~4)含量的影响,并对所制备的低聚木糖产品进行分析与表征。结果表明,聚木糖酶处理桉木预水解液制备低聚木糖的较优工艺条件为:聚木糖酶用量2U/g、处理时间3h、处理温度55℃和处理液pH值5.5,在此条件下,经酶处理后所得三级处理预水解液中低聚木糖DP2~4含量为12.22 g/L,与未经过酶处理的二级处理预水解液相比,低聚木糖DP2~4含量提高了67.2%;经过酶处理后三级处理预水解液中低聚木糖DP2~4含量占桉木预水解液中总木糖含量的56.1%。红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)表明,经过聚木糖酶处理预水解液所制备的低聚木糖中含有部分糖醛酸侧链,且具有较高的热稳定性。

关键词：桉木预水解液低聚木糖聚木糖酶

漆酶协同活性炭处理脱除桉木预水解液中木素的研究

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中国造纸 2018年第9期37卷 9-16页

作者：董吉冉陈嘉川吉兴香和铭徐丰刘姗姗杨桂花齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸省部共建国家重点实验室/制浆造纸科学与技术教育部重点实验室山东济南250353

为了脱除桉木预水解液中的小分子木素,采用漆酶协同活性炭处理方法,对经过Ca(OH)_2和活性炭分别处理过的二级桉木预水解液进行脱木素处理,探讨漆酶处理过程中p H值、处理温度、漆酶用量和处理时间对木素脱除效率的影响。采用单因素实验... 详细信息

为了脱除桉木预水解液中的小分子木素,采用漆酶协同活性炭处理方法,对经过Ca(OH)_2和活性炭分别处理过的二级桉木预水解液进行脱木素处理,探讨漆酶处理过程中p H值、处理温度、漆酶用量和处理时间对木素脱除效率的影响。采用单因素实验结合响应面法对上述主要因素进行了模型分析与验证,建立了小分子木素脱除的数学模型。结果表明,经过漆酶处理后的二级处理液,其木素脱除率比未用漆酶处理的提高了12. 8个百分点。二级处理液中木素脱除率的4个因素影响大小的顺序为:p H值>漆酶用量>处理温度>处理时间。漆酶协同活性炭处理的较优工艺条件为:p H值为5. 23、处理温度45. 3℃、漆酶用量5. 68 U/g (相对于处理液质量)、处理时间190 min,此条件下二级处理液中木素脱除率的预测值为65. 1%,实际测定平均值为65. 1%,木素脱除率为桉木预水解液所含木素的90. 5%。

关键词：桉木预水解液漆酶活性炭小分子木素