山杨和速生杨硫酸盐浆多相水解动力学的研究

研究了木质素含量为０．２３％的山杨漂白浆和１．０５％的速生杨未漂浆稀酸低温多相水解降解反应动力学特性。结果表明，该过程与棉浆、桦木和针叶材浆具有相类似的特点，即纤维素多相水解降解过程分为两个明显阶段（快速降解和缓慢降解），而最终降至极限聚合度（山杨漂白浆为１８０；速生杨未漂浆为２０６）。两个阶段的纤维素水解降解动力学以其不同反应速度为特征，根据试验数据计算出反应速度常数：山杨漂白浆为Ｋ＝２．５×１０￣（－４）／ｍｉｎ；速生杨未漂浆为Ｋ＝１．６×１０￣（－４）／ｍｉｎ，前者明显地高于后者。随着水解时间的增加，水解残渣得率下降，最终结果达到８３％～８４％。测定了各水解试样的木质素含量，结果表明，水解前期（１０～４０ｍｉｎ）木质素变化较大，山杨漂白浆下降４８％，速生杨未漂浆下降３８％；水解后期，木质素含量变化不大。木质素的存在对于多相（固－液）水解降解反应起着阻碍作用并降低其反应速度常数。木质素含量越高水解液渗透至纤维素大分子链之β－Ｄ－葡糖键的速度越慢。     

和稀盐酸联合催化下的水解动力学研究

以微晶纤维素为原料,在1 g/L的FeCl3存在下和2%的盐酸溶液体系中进行水解,根据水解属于串联反应的特点,研究了微晶纤维素在H+和Fe3+共同作用下的水解动力学规律。研究采用目标物产率与模型函数值残差(S)为最小确定模型函数,对实验数据进行了处理。结果表明:H+和Fe3+共同作用能显著降低纤维素水解和葡萄糖降解的活化能。其中,纤维素水解成为葡萄糖的活化能为81.70 kJ/mol,葡萄糖降解成为小分子的活化能为43.85 kJ/mol,在温度为130、140和150℃时,纤维素水解速率常数分别为0.041 4、0.073 2和0.115 3 h-1,相应温度下葡萄糖降解速率常数分别为0.205 3、0.242 4和0.356 5 h-1。     

阔叶材（山杨和速生杨）纤维素的形态结构

采用日立Ｓ－１５０型扫描电镜观测了山杨和速生杨纤维素的形态结构。通过观测发现，漂白浆样和未漂浆样显示了各自的某些特点。同时，探讨了原浆和水解后浆样纤维素形态结构的变化状态。     

微晶纤维素在Fe3+和稀盐酸联合催化下的水解动力学研究

以微晶纤维素为原料,在1 g/L的FeCl3存在下和2％的盐酸溶液体系中进行水解,根据水解属于串联反应的特点,研究了微晶纤维素在H+和Fe3+共同作用下的水解动力学规律.研究采用目标物产率与模型函数值残差(S)为最小确定模型函数,对实验数据进行了处理.结果表明:H+和Fe3+共同作用能显著降低纤维素水解和葡萄糖降解的活化能.其中,纤维素水解成为葡萄糖的活化能为81.70 kJ/mol,葡萄糖降解成为小分子的活化能为43.85 kJ/mol,在温度为130、140和150℃时,纤维素水解速率常数分别为0.0414、0.073 2和0.115 3 h-1,相应温度下葡萄糖降解速率常数分别为0.2053、0.2424和0.3565 h-1.     

阔叶材(山杨和速生杨)漂白浆和未漂浆水解降解及其产物性质的研究(英文)

本文研究了木素含量为0.2—1.2％的山杨和速生杨漂白浆和未漂浆的水解降解过程。研究结果表明,该过程与先前已研究过的其它种类的木浆具有相类似的特点,即水解过程存在两个明显的阶段(快速降解阶段和缓慢降解阶段),最终纤维素降解至“极限”聚合度。由不同原料用不同方法制成的不同种类的浆,其水解速度以递减的顺序排列为:山杨浆(漂白浆和未漂浆)→白桦浆→速生杨浆(漂白浆和未漂浆)→针叶材硫酸盐浆→针叶材亚硫酸盐浆(3.7×10~(-4)/分,1.7×10~(-4)/分→1.6×10~(-4)/分→1.3×10~(-4)/分,0.9×10~(-4)/分→1.2×10~(-4)/分,0.8×10~(-4)/分) 水解后纤维索达到“极限”聚合度,后者大小取决于原料种类。山杨硫酸未漂浆分别为206和135;氧碱法山杨浆为160;速生杨硫酸盐未漂浆和漂白浆分别为250和240。水解后试样呈白色粉末状,得率82～85％。试样以其吸水能力为显著特征。未经超声波分散作用的试样,其吸水值比原浆低(从未漂浆90～115％和漂白浆75～95％降至70～80％)。反之,于水中经超声波分散作用后,试样的吸水值急剧增大(山杨微晶纤维素为160％,速生杨微晶纤维素为260％),接近于桦木浆和棉浆微晶纤维素的水平。对原浆纤维和微晶纤维颗粒形状和大小进行了显微观测。测得的数量分布微分曲线表明,在酸水解     

植物纤维原料酶法水解的研究

研究了底物性质、底物浓度、纤维素酶的用量及酶系组成等因子对植物纤维原料酶解效率的影响作用,从而为进一步优化可再生纤维素资源的酶法糖化工艺提供了理论和实验依据。     

竹屑及其主要组分低温热解和酸水解蒸馏产物分析

采用乙醇制浆法对毛竹屑的3种主要组分--木聚糖、木质素以及纤维素进行分离,比较竹屑低温热解、竹屑及其三大组成成分酸水解蒸馏产物主要化学成分的异同.结果表明:收集竹屑在120～140℃酸水解的馏分,其甲醇含量低,醋酸和糠醛含量较高;蒸馏产物中醋酸、糠醛主要来源于木聚糖的降解,甲醇则主要来源于木质素的降解,而纤维素酸水解蒸馏产物中只检测出极少量的醋酸和糠醛;竹屑酸水解产生的甲醇、醋酸及糠醛质量都大大高于等质量竹屑中三大组分木聚糖、木质素和纤维素分别进行酸水解产生的相应产物的总和;对分离得到的木聚糖进行酸水解蒸馏可以获得醋酸、糠醛和乙醇含量丰富而甲醇含量很少的优质竹醋.     

两步法预处理脱除木质素对杨木酶水解的影响

以杨木片为原料,采用两步法预处理脱除木质素后,对原料进行酶水解,对杨木表观结构、理化特征及酶水解结果进行考察。实验结果显示:相较于一步法蒸汽爆破(SE)预处理,碱性磺化-蒸汽爆破(AS-SE)和碱性氧化-蒸汽爆破(AO-SE)预处理后均可脱除50%左右的木质素,并且显著增加了物料中的酸性亲水基团如磺酸基和羧酸基含量,纤维素可及度分别提高至132.04和119.10 mg/g。傅里叶红外光谱(FT-IR)结果表明碱性磺化和碱性氧化后,木质素结构中出现了亲水性功能基团(羟基、羧基和磺酸基),扫描电镜(SEM)结果表明两步法预处理后的物料表面出现开裂分层、层层剥落的现象。AS-SE预处理后,杨木纤维素酶水解率高达81.09%,原料糖得率达到73.72%。两步法预处理可对木质素进行选择性脱除和改性,改变了木质素理化特性及表观结构,增强了纤维素酶水解效果。     

几种纤维素酶制剂水解和吸附性能的研究

比较了商品纤维素酶和自产纤维素酶在蛋白组分及蛋白组分含量上存在的差异。商品纤维素酶水解稀酸预处理和蒸汽爆破预处理的玉米秸秆,其水解得率均低于自产纤维素酶。以蒸汽爆破的玉米秸秆为碳源制备纤维素酶,添加外源8 IU/g(以纤维素计)的β-葡萄糖苷酶,水解蒸汽爆破的玉米秸秆48 h,纤维素水解得率为90.08%;水解液中纤维二糖的质量浓度从17.06 g/L降低到1.12 g/L,相应葡萄糖质量浓度从21.09 g/L提高到44.01 g/L,可发酵性糖从55.28%提高到97.52%。微晶纤维素对商品酶和自产酶的吸附在30 m in达到平衡,且符合Langmu ir等温吸附方程;由Langmu ir常数分析得知两类酶均来自里氏木霉,且对微晶纤维素的亲和力相差不大。     

硫酸盐苇浆电化学漂白的研究

用二氧化铅做阳极，不锈钢做阴极，铁氰化钾为催化剂，对硫酸盐苇浆进行电化学漂白，详细讨论了电流密度、温度、用碱量、漂白时间、催化剂用量以及纸浆浓度等因素对纸浆卡伯值和粘度的影响。通过综合分析得出硫酸盐苇浆电化学漂白的最佳条件是：用碱量0．4％、电流密度6．67mA／cm2、漂白时间30min、漂白温度80℃、催化剂浓度12．50mmol／L，浆浓1．3％。     

啤酒麦糟纤维素酶水解的研究

以经过适当预处理后的啤酒麦糟作原料，采用里氏木霉产生的纤维素酶进行水解．其纤维素的水解反应可描述为：①前６小时内迅速水解；②６～２４小时内较慢水解；③２４小时后缓慢水解．在水解过程中，存在纤维二糖的积累．且以前６小时积累较多，纤维二糖的最高浓度可达７．５２ｇ／Ｌ．水解前期采取分批添料方法，可提高水解得率和底物浓度．并大大提高水解液中还原糖的浓度．     

水溶性木质素对纤维原料酶水解的影响研究进展

木质纤维素具有储量大、可再生等特点,是生物质精炼的重要原料。通过酶水解将高聚糖转化为葡萄糖、木糖等单糖,是目前木质纤维素生物质精炼的重要途径。传统观点认为,酶水解体系中的底物木质素和溶解木质素都会阻碍木质纤维原料中纤维素的酶水解,主要表现为木质素阻碍了纤维素酶对纤维素的可及性、木质素对纤维素酶的非生产性吸附和溶解的木质素或类木质素结构(木质素衍生的酚类分子)对纤维素酶的抑制作用。但是近几年的研究表明,在酶水解体系中加入适量的水溶性木质素可有效促进含木质素底物中纤维素的酶水解。笔者总结了近年来水溶性木质素对木质纤维素生物质酶水解的研究进展,从纤维素酶-木质素相互作用的角度探讨了水溶性木质素对纤维素酶水解的促进作用,提出了水溶性木质素与纤维素酶之间的作用机理,即水溶性木质素与底物木质素对纤维素酶存在竞争吸附,水溶性木质素与纤维素酶的吸附域结合形成木质素-纤维素酶复合物,可有效减少底物木质素对纤维素酶的非生产性吸附,从而提高木质纤维素生物质的酶水解转化效率。     

纤维素酶催化水解和氧化机制的研究进展

人类对纤维素的开发与利用还非常有限,未能完全搞清天然纤维素的生物降解机制是其一个重要原因.自从C1-Cx假说提出以来,又有较多的降解理论出现对其改进,纤维素酶水解机制不能完全解释天然纤维素的降解,大量文献证实天然纤维素降解存在氧化机制.本文主要介绍水解与氧化机制中具代表性酶协同降解模型、纤维二糖水解酶(CBH)协同作用假说、羟基自由基的氧化机制和纤维二糖脱氢酶途径等不同降解理论,将水解和氧化两种机制结合起来给出其降解途径,也许能够较为容易理解纤维素的降解具体过程.     

相思木自水解过程产酸对后续硫酸盐法制浆的影响

为研究相思木自水解过程产酸行为及其对水解后木片硫酸盐法制浆的影响,在水热预处理强度指标P因子93～1 008的范围内进行木片自水解预处理,然后将一部分预抽提后木片通过超声波洗涤去除残留酸,将除酸处理后的预浸渍木片和对照样(即未进行超声波洗涤)以相同的条件进行硫酸盐法制浆。研究结果表明：自水解液(AHL)中产生的酸含量随预处理强度的增强而增大,导致AHL的pH值呈下降趋势;其中乙酸是主要酸成分,P因子606时乙酸质量浓度达到4.21 g/L,之后随自水解过程缓慢增加到P因子1 008时的4.41 g/L;P因子1 008时还检测到少量甲酸。超声波洗涤去除残留酸后木片蒸煮细浆得率比自水解木片提高了10.1%,同时纸浆Kappa值由31.24下降至19.69(P因子1 008),纸浆黏度没有明显变化,但纤维长度由0.76 mm下降至0.64 mm(P因子1 008),可能是导致超声波洗涤后木片纸浆手抄片的抗张和耐破强度轻微降低的原因。     

亚硫酸盐蔗渣浆的纤维素酶水解及其机理研究

研究了影响纤维素酶水解亚硫酸盐蔗渣浆的一些影响因素,采用离子色谱、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和原子力显微镜(AFM)对水解液成分、纤维素超分子结构及纤维形态的变化进行了分析。结果表明,在最适条件下,未漂浆和漂白浆的水解得率分别为74.89%和70.67%,漂白浆的水解得率低于未漂浆。水解产生的纤维二糖的质量浓度随反应进行逐渐降低,其中未漂浆的纤维二糖质量浓度由6 h时的7.95 g/L降到了72 h时的2.44 g/L,漂白浆的纤维二糖质量浓度由6 h时的6.59 g/L降到了72 h时的3.11 g/L。酶解使纤维素结晶度升高,但没有改变晶型。     

马尾松硫酸盐浆两段氧脱木质素最佳工艺条件的研究

研究了马尾松硫酸浆两段氧脱木质素的最佳工艺条件。结果表明，第一段氧脱木质素的条件为：氧压0．6MPa，温度100℃，时间80min,NaOH 量5％，MgSO4用量0．5％，浆浓10％；第二段氧脱木质素的条件为：氧压0．4MPa，温度90℃，时间60min，NaOH用量3％，MgSO4用量0．5％，浆浓10％。在此条件下，OIOⅡ木质素脱除率达到72．5％，粘度775．2cm^3/g,得率90．5％。经过氧脱木质素后浆的裂断长5．8km，耐破指数5．3kPa.m^2/g，撕裂指数12．7mN.m^2/g。     

电离辐射对马尾松及玉米芯烯酸水解影响的初步研究

将电离辐射技术用于植物纤维原料稀酸水解或酶水解预处理过程的研究在国际上引起了广泛重视。本研究的目的是初步探索电离辐射对马尾松(Pinus masso-niana Lamb.)、玉米芯及其综纤维素稀酸水解效果的影响,同时观察马尾松水解木素对辐射化学作用的稳定性。试样的辐射预处理在10~6～10~9拉德剂量范围内进行,剂量率为2.07×10~4拉德/秒。研究结果表明,用10~8拉德剂量辐照后的物料,采用工艺简单的固定法稀酸水解即可达到工艺复杂的渗滤水解法的相同还原糖得率,在此剂量照射下,未发现木素的存在对多糖酸水解有保护作用(阻滞作用)。实验还发现高剂量(10~9拉德)辐照后的马尾松水解液含糖组成变化较大,出现了糖的相互转化趋势,非糖组份剧增。此外,研究结果还表明,木素的各种官能团对电离辐射的敏感性表现不一。总的看来,马尾松木素不属于对电离辐射有强敏感性的有机物。