蔗渣堿預(yù)抽對(duì)后續(xù)蒸煮的影響及機(jī)理研究.pdf

1、在傳統(tǒng)的化學(xué)法制漿過(guò)程中，原料中大部分木素和半纖維素在蒸煮時(shí)會(huì)被溶解在蒸煮廢液中，而得不到有效利用。這主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:第一，在燒堿法蒸煮過(guò)程中，半纖維素會(huì)消耗化學(xué)藥品，使蒸煮用堿量提高;第二，原料中的大部分半纖維素會(huì)跟隨蒸煮廢液進(jìn)入堿回收系統(tǒng)，提高了黑液粘度，增加了洗滌用水;第三，紙漿中半纖維素含量過(guò)高就會(huì)使?jié){料易于打漿，從而使上網(wǎng)濾水性差，不適應(yīng)于高速紙機(jī)。如果通過(guò)預(yù)抽提，在蒸煮之前將紙漿中部分半纖維素抽提出來(lái)，抽提后的固體物

2、料用于制漿造紙，提取液中的半纖維素進(jìn)行轉(zhuǎn)化和利用，可以生產(chǎn)乙醇、木聚糖等化學(xué)產(chǎn)品，這樣就可以實(shí)現(xiàn)纖維原料的高值化利用。
　　 本文首先采取單因素控制法對(duì)堿預(yù)抽提條件進(jìn)行效果評(píng)估，再結(jié)合堿預(yù)抽提對(duì)后續(xù)制漿和成紙性能的影響，比較出堿預(yù)抽提的較佳工藝，然后通過(guò)掃描電鏡、纖維質(zhì)量分析儀、FTIR等對(duì)其機(jī)理進(jìn)行研究。其研究結(jié)果如下:
　　 1.在單因素實(shí)驗(yàn)中，隨著堿預(yù)抽提溫度升高或保溫時(shí)間延長(zhǎng)或堿用量增加，抽提后固體物料得率下降，

3、固形物含量和聚戊糖得率均升高;隨著液比的增大，堿預(yù)抽提后固體物料得率先下降后上升，而固形物含量和聚戊糖得率均先升高后下降。
　　 2.通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)堿預(yù)抽提后固體物料得率和聚戊糖得率影響最大的因子依次是:堿用量、最高溫度、保溫時(shí)間和液比;對(duì)抽提液固形物含量影響最大的因子依次是:堿用量、液比、最高溫度和保溫時(shí)間。
　　 3.通過(guò)改變不同堿預(yù)抽提條件再經(jīng)過(guò)低堿蒸煮發(fā)現(xiàn):隨著最高溫度的升高或保溫時(shí)間的延長(zhǎng)或堿用量的增

4、加，經(jīng)過(guò)堿預(yù)抽提后所得蒸煮漿的細(xì)漿得率和Kappa值均有不同程度地下降，黑液的殘堿量先上升后下降，紙張的白度和撕裂指數(shù)一直在升高，耐破指數(shù)卻下降。
　　 4.結(jié)合不同條件下堿預(yù)抽提對(duì)后續(xù)制漿及成紙性能的影響，比較出堿預(yù)抽提的較佳工藝條件為:最高溫度130℃、保溫時(shí)間50min、液比1∶8、堿用量6％。同時(shí)，提取液中聚戊糖得率可達(dá)到7.0％左右。
　　 5.經(jīng)抽提后蔗渣蒸煮漿的得率、卡伯值與對(duì)照漿相近，黑液中的殘堿量、白度

5、、撕裂指數(shù)和耐破指數(shù)等均比對(duì)照漿高，其中白度和殘堿量均分別增加了10％和25％左右，這大大降低了蒸煮成本，減輕了環(huán)境污染。
　　 6.通過(guò)各種分析方法研究堿預(yù)抽提的機(jī)理，結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)經(jīng)過(guò)堿預(yù)抽提后，蔗渣原料中纖維素、半纖維素、木素、苯醇抽出物和灰分等成分含量均相應(yīng)地降低;(2)通過(guò)FTIR分析說(shuō)明，堿預(yù)抽提能夠斷開(kāi)大部分木素與碳水化合物之間連接的醚鍵和酯鍵。(3)通過(guò)電子掃描電鏡觀察，經(jīng)過(guò)堿預(yù)抽提后，蔗渣纖維表面分絲與細(xì)纖維