機(jī)械活化對甘蔗渣化學(xué)組分分離的影響.pdf

1、甘蔗渣是甘蔗榨取糖汁后剩余的大量纖維性殘渣,是制糖工業(yè)的主要副產(chǎn)品。長期以來,大部分的甘蔗渣主要用作糖廠燃料直接燒掉,另外一部分用于制漿造紙、生產(chǎn)建筑板材等附加值較低的產(chǎn)品,造成了能源的浪費(fèi)。天然纖維素原料是一種多組分物料,將其精制成一定純度的各組分并分別加以利用,是生物能量全利用對天然纖維素原料預(yù)處理提出的新要求。因此,研究甘蔗渣的組分分離尤為重要。甘蔗渣主要是由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成,其中纖維素在分子內(nèi)和分子間氫鍵作用下,形成

2、微晶纖維絲,半纖維素、木質(zhì)素則作為微纖絲之間的填充劑和黏結(jié)劑,包裹著纖維素,降低了其反應(yīng)能力。必須對甘蔗渣進(jìn)行一定的預(yù)處理,才有利于三組分的進(jìn)一步分離及利用。采用自制攪拌磨對甘蔗渣進(jìn)行機(jī)械活化預(yù)處理,用堿性過氧化氫與甘蔗渣反應(yīng)進(jìn)行組分分離。主要研究內(nèi)容為:考察機(jī)械活化時間對甘蔗渣化學(xué)組分分離效果的影響;以反應(yīng)后固體產(chǎn)物中纖維素和木質(zhì)素的含量為指標(biāo),考察了機(jī)械活化時間、過氧化氫濃度、體系pH值、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、反應(yīng)液固比(mL·g-1

3、)等因素對組分分離效果的影響,并討論各因素的影響機(jī)理,確立了甘蔗渣化學(xué)組分分離的工藝條件;采用乙醇沉淀法回收半纖維素,考察了醇沉pH值、醇沉?xí)r間、醇沉體積等因素對半纖維素回收率的影響;采用酸析法回收木質(zhì)素;采用掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜(FT-IR)、X-射線衍射儀(XRD)、差示掃描量熱儀(DSC)、熱分析儀(TG-DTA)等對分離產(chǎn)物纖維素、半纖維素、木質(zhì)素進(jìn)行表征,考察機(jī)械活化對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)及性能的影響。
　　 通過上

4、述研究,根據(jù)實驗結(jié)果和理論分析,得到如下主要結(jié)論:
　　 機(jī)械活化打斷了纖維素分子中的氫鍵連接,分裂了束狀纖維,降低了纖維素結(jié)晶度,提高了甘蔗渣與過氧化氫的反應(yīng)活性,活化1.0 h甘蔗渣纖維素回收率略有下降,但半纖維素和木質(zhì)素的回收率分別提高5.5％和6.5％。甘蔗渣組分分離的適宜條件為:甘蔗渣活化時間1.0 h,過氧化氫濃度3％(pH=11.5),反應(yīng)時間4.0 h,反應(yīng)溫度60℃,反應(yīng)液固比30∶1(mL·g-1)。反應(yīng)固體