相思木EMCC硫酸盐浆氧脱木质素前后酶处理的影响研究

研究了酶处理对相思木EMCC(延伸改良连续蒸煮)硫酸盐浆(KP浆)氧脱木质素效果的影响。结果表明,由白腐菌直接合成的漆酶/木聚糖酶体系(LXS)预处理相思木EMCC硫酸盐浆的的适宜酶用量为7 IU/g;LXS预处理后浆料氧脱木质素的适宜反应时间、最高反应温度及用碱量分别为60 min、100℃和2.5%;利用LXS进行氧脱木质素后处理的适宜反应时间及酶用量分别为2 h和5 IU/g。SEM观察到经过酶处理后纤维表面及横切面出现大量的裂隙及孔隙,其中以酶后处理最为明显,为后续漂白中化学药品的渗透和漂白降解产物的溶出创造条件。     

麦草碱性亚硫酸盐制浆生物炼制的研究(I) ——深度脱木质素及木质素磺化特性

提出了非木材木质纤维生物质碱性亚硫酸盐制浆(ASP)生物炼制的理念,研究了总用碱量、亚硫酸化度、温度和时间对麦草碱性亚硫酸盐法蒸煮深度脱木质素特性和木质素磺化的影响。结果表明:麦草ASP法具有高的深度脱木质素选择性;深度脱木质素延伸与木质素磺化度提高具有一致性;总用碱量、亚硫酸化度、最高温度和保温时间对深度脱木质素选择性和木质素磺化度都有重要的影响;在总碱用量18.0%,亚硫酸化度85.0%,液比值3.5,最高温度168℃,保温150 min的条件下,可制得卡伯值8.8,得率56.8%,黏度为33.3 mPa.s的优良纸浆,此时黑液中磺化木质素磺酸基含量达2.16 mmol/g(以固形物计)。从深度脱木质素选择性、木质素磺化和纸浆基本特性考虑,麦草ASP法具有制浆生物炼制的前景。     

棉秆与麦草蒸煮反应的动力学比较

比较了棉秆和麦草蒸煮反应的脱木质素速率常数,提出一种研究蒸煮反应动力学的实验和计算新方法。通过对不同恒温条件下的反应速率常数计算,采用与实际蒸煮反应相同的液比,用较短时间周期的有效碱浓度变化值和木质素含量变化值计算得出了两种原料烧碱-蒽醌法蒸煮反应的活化能。棉秆烧碱-蒽醌法蒸煮反应的活化能和麦草烧碱-蒽醌法蒸煮反应的活化能在整个脱木质素阶段基本是不变的。麦草烧碱-蒽醌蒸煮反应的活化能为51.0 kJ/mol。棉秆烧碱-蒽醌法蒸煮反应的活化能是138.1 kJ/mol,高于麦草蒸煮反应活化能,说明麦草蒸煮脱木质素反应比棉秆更容易。     

Study on Wheat Straw Alkaline Sulfite Pulping Biorefinery(Ⅰ)——Characteristics of Extended Delignification and Lignin Sulfonation

提出了非木材木质纤维生物质碱性亚硫酸盐制浆(ASP)生物炼制的理念,研究了总用碱量、亚硫酸化度、温度和时间对麦草碱性亚硫酸盐法蒸煮深度脱木质素特性和木质素磺化的影响.结果表明:麦草ASP法具有高的深度脱木质素选择性;深度脱本质素延伸与木质素磺化度提高具有一致性;总用碱量、亚硫酸化度、最高温度和保温时间对深度脱木质素选择性和木质素磺化度都有重要的影响;在总碱用量18.0％,亚硫酸化度85.0％,液比值3.5,最高温度168℃,保温150 min的条件下,可制得卡伯值8.8,得率56.8％,黏度为33.3 mPa·s的优良纸浆,此时黑液中磺化本质素磺酸基含量达2.16 mmol/g(以固形物计).从深度脱木质素选择性、木质素磺化和纸浆基本特性考虑,麦草ASP法具有制浆生物炼制的前景.     

硫酸盐竹浆氧脱木质素和全无氯漂白的研究

通过比较不同条件下氧脱木质素后浆料的卡伯值、黏度、得率、白度和脱木质素选择性等指标,研究了硫酸盐竹浆卡伯值25.6氧脱木质素工艺参数,发现用碱量和温度是决定氧脱木质素效果的主要因素.最佳工艺条件为:用碱量3.5%,温度85℃,氧气压力0.6MPa,保温时间80min.两段氧脱木质素(中间不洗涤)可以提高木质素脱除率和选择性.研究还发现,在氧碱脱木质素过程中加入醌类混合物助剂(表示为Oq),可使浆料的黏度和氧脱木质素的选择性大大提高.采用OQ(PO)、(O1O2)Q(PO)、OQ(PO)1(PO)2和OqQ(PO) 4种短漂序都可使竹浆白度达到80%(ISO) 以上,且具有很好的白度稳定性.OQ(PO)、(O1O2)Q(PO)和OQ(PO)1(PO)2 3种漂序漂后浆纸页强度性能相近,OqQ(PO)漂后浆的抗张指数、撕裂指数和耐破指数明显高于其它3种漂序.     

乙二胺预处理麦草浆在LiCl/DMSO体系中的溶解-再生性能

利用8%Li Cl/DMSO木质纤维全溶体系,溶解经乙二胺溶液预处理后氧脱木质素碱法麦草浆,探讨乙二胺预处理对浆料性能的影响,及预处理后浆料在8%Li Cl/DMSO全溶体系中的溶解-再生性能。研究发现:乙二胺预处理在保留较高结晶度时可改变浆料结晶结构,氧脱木质素碱法麦草浆经乙二胺预处理后可完全溶解于8%Li Cl/DMSO溶液,随着木质素含量的增加,溶解所需时间延长;溶解后样品经水可再生,产物得率为59.19%~61.88%,溶解-再生过程中木质素、多糖、灰分和硅都得到较好保留。     

麦草氧碱法纸浆压力/温度过氧化氢漂白

麦草氧碱法纸浆经压力/温度H2O2(Ppt)漂白时,纸浆的卡伯值随H2O2用量和氧压的提高而下降,卡伯值从17.3下降至2.38,下降幅度达86.2 %,表明Ppt漂白时,脱木质素效果明显.若采用氧脱木质素 -鳌合处理 -压力温度H2O2漂白(OQPpt)和氧脱木质素 -酸处理 -压力温度H2O2(OAPpt)漂程,当H2O2用量为原料质量的3 %～4 %时,均可将麦草氧碱纸浆漂至白度80 %(SBD,以下同)左右,而采用OAPpt漂白比OQPpt漂白的纸浆的白度高2.0 %左右,且聚合度达到1 038左右.     

木质素磺酸钠脱磺及应用性能研究

以亚硫酸盐法制浆的副产品木质素磺酸钠为原料,采用均匀设计法深入探讨蒸煮温度、蒸煮时间、氢氧化钠用量等反应条件对木质素磺酸盐脱磺的影响.结果表明,最佳脱磺条件为:蒸煮温度180℃,蒸煮时间3h,氢氧化钠用量7%;经红外光谱、凝胶色谱、差热和流变特性分析,脱磺后分离纯化的木质素具有较好的玻璃化、热塑性能和熔融塑化性能,为热塑性木质素的开发利用提供了一定的理论依据.     

溶解浆的质量指标及生产技术述评

溶解浆由高纯度纤维素组成,用于制造粘胶纤维、醋酸纤维、硝酸纤维、纤维素醚等材料,其重要的质量指标主要有α-纤维素含量、半纤维素含量、黏度、分子量分布等。因产品用途不同其质量指标要求存在较大差异,帘子线、醋酸纤维和粘胶长丝的α-纤维素质量分数一般为95%以上,含较少量的半纤维素及极微量的木质素。为提高产品质量,既要严格控制溶解浆中的半纤维素、木质素、灰分和金属离子含量,还需提高浆料的反应性能及纤维素分子量分布。阔叶木已成为目前溶解浆生产的主要纤维原料。溶剂法和离子液法制溶解浆技术,因可对纤维原料中纤维素、木质素和半纤维素组分进行综合利用,日益受到研究人员的重视。预水解硫酸盐法已成为主要的溶解浆生产工艺,设备系统由传统间歇蒸煮向现代DCS控制的置换蒸煮或连续蒸煮发展;氧碱脱木质素和Cl O2漂白的普及,推动了ECF、轻ECF甚至TCF等绿色漂白工艺在溶解浆生产中的应用。每种溶解浆生产技术与设备系统在中国均有应用实例。综合利用木质纤维素生物质三大组分的制浆工艺将成为下一代溶解浆生产技术的发展方向。选择不同的生产工艺和设备系统对生产线的盈利能力影响较大,新建生产线时应对原料的选择、主产品线和副产品线的定位、生产工艺和设备系统的选择进行科学论证。     

OH法制浆工艺研究

研究了在氨水中添加少量钾碱作为蒸煮剂的稻草制浆新工艺，系统讨论了蒸煮液的用量和配比，液固化，蒸煮最高温度和保温时间对蒸煮效果的影响，继而确定了适宜工艺条件，结果表明，该蒸煮体系对稻草木质素的脱除率达到85．12％，纸浆得率38．12％，通过红外光谱（IR）测定了稻草蒸煮过程中木质素的结构变化，蒸煮黑液中因富含氮、磷、钾和有机质，可作为有机肥料资源用于农业生产，该工艺有望实现禾草类原料制浆工艺的清洁生产。