竹材预水解过程木质素迁移行为研究

通过分析竹片在预水解过程中的表面形貌及化学组成变化,研究木质素在竹材水解过程中的迁移行为。结果表明,在竹片预水解过程中,竹片内部的木质素类物质会逐渐迁移至竹片的表层和表面。竹片表层物质的FT-IR图显示,木质素特征峰随着水解程度的提高不断增强,而半纤维素特征峰则逐渐消失;竹片表层物质的XPS图显示,水解至120 min时表层物质的C1(C—C/C—H)含量较竹原料显著增加,从24.0%上升至45.5%,C2(C—O)含量明显减小,从35.5%下降至24.3%,O/C从0.43降低至0.34;水解20 min时表层木质素含量略低于竹片平均木质素含量,超过20 min后表层木质素含量均高于竹片平均木质素含量,而且其差值逐渐上升,水解120 min时,表层木质素为43.3%,竹片平均木质素为26.5%。     

利用CaO/PAC选择性去除预水解液中木质素

利用CaO结合聚合氯化铝(PAC)来选择性去除预水解液中的木质素。分别探讨了酸化法、碱化法及其结合PAC选择性去除木质素的效果,并分析了PAC选择性去除木质素的机理。结果表明:酸化法pH值为1.5时,木质素去除率最大(杨木15.68%,麦草18.76%);而采用CaO调节pH值为12时,木质素去除率最大(杨木33.33%,麦草30.67%),碱化法去除效果优于酸化法。添加CaO将pH值调至10并使PAC浓度为36 mmol/L时,预水解液中木质素的去除率(杨木50.59%,麦草49.17%)及选择性(杨木86.57%,麦草82.76%)效果最佳。     

预水解时间对蔬菜类废物机械破碎能耗的影响

为降低蔬菜类废物机械破碎能耗,采用泔水浸泡工艺对其进行预处理。在初始pH=8.12的条件下,分别设置预水解时间为1、2、4 h和8 h共4个预处理工况,采用隔栅刀和万能试验机评价经预处理后蔬菜类废物的机械破碎能耗。结果表明,预水解时间1、2、4 h和8 h工况下蔬菜类废物单位能耗相比未经预水解的蔬菜类废物(破碎能耗0.322 J·g-1湿基)分别提高12.12%、下降19.56%、下降22.67%和下降20.19%。随着预水解时间的增加,水解液的pH从初始8.12下降至7.31(8 h后);总有机碳从初始984mg·L-1上升至2 h的1009 mg·L-1,随后再下降至600 mg·L-1(8 h后)。生物质组成分析表明,破碎能耗的降低主要是由于浸泡过程中纤维类有机物因吸胀作用吸水导致植物组织强度下降所致。     

桉木循环强化预水解过程中有机酸变化规律

以桉木为原料,将桉木经热水预水解后,将预水解液按不同比例循环回用于桉木的预水解,在桉木粉(8 g)与不同水解介质6∶1(m L∶g)的条件下,探讨了循环强化预水解过程中,主要的有机酸(乙酸、甲酸和乙酰丙酸)及总糖的生成和变化情况。结果表明:反应温度190℃,在不同保温时间下,循环强化预水解液中的甲酸和乙酰丙酸浓度随着保温时间的延长而增加,而乙酸浓度则先增加,后期虽有波动,但是稳定在较高水平,而总糖则呈现先增加后下降的趋势;保温时间60 min,在不同预水解温度下,循环强化预水解液中的有机酸和总糖质量浓度随着预水解温度的升高呈现增加的趋势;在上述两种效应研究中,循环比的增大均对循环强化预水解液中的有机酸质量浓度提升有正面效应。循环强化预水解工艺的水解过程自产酸得以富集,利于其资源化利用,而自产酸具有催化水解进程的功能。