發(fā)布時間：2020-08-21 14:46

【摘要】：近年來,溶解漿的市場需求量呈逐年增高的趨勢。溶解漿生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生富含半纖維素的預(yù)水解液,隨著生物質(zhì)精煉概念的提出,預(yù)水解液中半纖維素的高效利用成為科技工作者的研究熱點(diǎn)。然而,預(yù)水解液中少量木素等雜質(zhì)會阻礙半纖維素基高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn),并降低下游產(chǎn)品的純度。本論文以桉木熱水預(yù)水解液為研究對象,采用Ca(OH)_2、活性炭和漆酶協(xié)同活性炭對預(yù)水解液進(jìn)行了純化處理,在保持聚木糖含量少損失的前提下,去除木素等雜質(zhì)。進(jìn)而采用了微波輔助酸水解或酶水解,定向降解預(yù)水解液制備聚合度為2~4的低聚木糖,并對產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)與性能分析,以期為預(yù)水解液的高值化利用提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支持。首先,采用Ca(OH)_2粉末對原始預(yù)水解液(PHL-0)進(jìn)行處理,分析Ca(OH)_2用量對預(yù)水解液中木素、糠醛、乙酸和木糖含量的影響,并對預(yù)處理過程的純化作用機(jī)理進(jìn)行探究。研究表明,當(dāng)Ca(OH)_2用量為1.5%時,木素、糠醛去除率較高,分別為41.2%和47.4%,木糖和聚木糖損失不明顯,乙酸含量大幅上升,從6.2 g/L提高至11.7 g/L。Ca(OH)_2處理可以有效的去除預(yù)水解液中的木素、糠醛等雜質(zhì),可使聚木糖側(cè)鏈上的乙酰基脫落進(jìn)而形成乙酸,對木糖/聚木糖含量沒有明顯影響。其次,采用活性炭對一級預(yù)水解液(PHL-1)進(jìn)行處理,分析活性炭用量對預(yù)水解液中木素、糠醛、乙酸和木糖含量的影響,探究活性炭脫除木素的機(jī)理。研究表明,當(dāng)活性炭用量為1.0%時,木素、糠醛去除率分別為54.4%和98.0%,總木糖損失率較低,僅為6.0%�；钚蕴繒䞍�(yōu)先選擇吸附木素,且對聚木糖的吸附能力高于木糖,但對預(yù)水解液中存在的小分子木素,吸附能力較弱。采用漆酶協(xié)同活性炭對二級預(yù)水解液(PHL-2)進(jìn)行處理,通過Design-Expert軟件對影響漆酶處理效果的關(guān)鍵因素進(jìn)行優(yōu)化,得出4個因素的主次順序?yàn)?pH值漆酶用量處理溫度處理時間,建立木素脫除率與pH值、處理溫度、漆酶用量和處理時間之間的函數(shù)模型。研究表明,當(dāng)pH值為5、處理溫度45℃、時間3 h、漆酶用量5 U/g時,二級預(yù)水解液中木素脫除率為65.4%。經(jīng)過漆酶協(xié)同活性炭處理后,原始預(yù)水解液中木素、糠醛的脫除率分別為90.7%和100%,木糖、聚木糖的損失率分別為5.7%和12.0%。采用微波輔助酸處理對預(yù)水解液(PHL-2)進(jìn)行處理,探討酸類型、酸用量、溫度和時間對預(yù)水解液中木糖及低聚木糖含量的影響,并對所制備的低聚木糖產(chǎn)品進(jìn)行了分析與表征。研究表明,當(dāng)硫酸用量為1.4%、處理溫度120℃和處理時間20 min時,微波輔助酸處理后預(yù)水解液中低聚木糖含量較高為9.3 g/L,較未經(jīng)微波輔助酸處理的預(yù)水解液,低聚木糖含量提高38.8%,制備的低聚木糖含有部分阿拉伯糖及糖醛酸側(cè)鏈。采用木聚糖酶對預(yù)水解液(PHL-2)進(jìn)行處理。探討了木聚糖酶用量、處理時間、處理溫度和pH值對預(yù)水解液中低聚木糖含量的影響,并對所制備的低聚木糖產(chǎn)品進(jìn)行了分析與表征。研究表明,當(dāng)酶用量為2 U/g、處理時間3 h、溫度55℃、pH值5.5時,酶處理后預(yù)水解液中低聚木糖含量為12.3 g/L,與未經(jīng)過酶處理的預(yù)水解液相比,低聚木糖含量提高68.5%;經(jīng)過酶處理后,預(yù)水解液中低聚木糖含量占原始桉木預(yù)水解液中總木糖含量的54.0%,所制備的低聚木糖含有部分糖醛酸側(cè)鏈。
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS713

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本文編號：2799508