草酸处理竹材的水解液pH值与水解得率的关系
2014-08-15马晓娟曹石林罗小林陈礼辉黄六莲
中国造纸学报 2014年1期
林 玲 马晓娟 曹石林 罗小林 陈礼辉 黄六莲
(福建农林大学材料工程学院,福建福州,350002)
以竹子为原料生产溶解浆不仅给制浆造纸企业带来新的商机,而且给纺织行业提供了性能优异的材料,实现了竹类资源的高值化利用。目前国内生产溶解浆(生产胶黏纤维的主要原料)主要采用预水解硫酸盐法,预水解的目的主要是去除半纤维素。预水解常用稀酸(硫酸、盐酸等无机酸)、水、蒸汽等。虽然稀酸可以有效脱除半纤维素(半纤维素脱除率高达90%),但是糖得率较低,而且,高酸性对设备腐蚀也比较严重。蒸汽和水预水解是较温和的预处理方式,其脱除半纤维素主要依靠半纤维素的自催化水解反应,半纤维素的脱除率一般不到65%[1]。蒸汽预水解过程中传质不均的问题很难克服,水预水解虽然可以脱除一定量的半纤维素,但存在水解时间长、效率不高等缺点。提高半纤维素的脱除效果及糖得率,同时减轻设备腐蚀问题一直是溶解浆生产过程中所面临的问题。
与无机酸相比,有机酸酸性较低,水解选择性较高,可以在不严重降解纤维素的条件下溶出半纤维素[2- 4]。草酸是酸性较强的有机酸,也是一种具有还原性的二元羧酸。草酸具有2个pKa值,草酸水解半纤维素反应机理类似离子对反应原理[5- 6]。与无机酸(如HCl,H2SO4)相比,草酸对纤维素的降解程度较小,草酸预水解是一种有效脱除半纤维素而不显著降解纤维素的预处理方式。在高温水解过程中,伴随着一部分碳水化合物的降解溶出,木素也会发生降解及缩合反应。……
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