纤维素提取分离技术研究进展.pdf

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1、第28卷第2期德州学院学报Vo1．28，NO．22012年4月JournalofDezhouUniversityApr．，2O12纤维素提取分离技术研究进展高璇，陆书明。(1．江苏省科学技术情报研究所，南京210042；2．南通醋酸纤维有限公司，江苏南通226000)摘要：纤维素是一种丰富的生物质资源，具有可再生、可降解等优点，其转化和利用被认为是发展可持续能源的有效途径．本文从近几年的国内外科技文献(尤其是专利)人手，研究并综述了从天然纤维素原料中分离提取纤维素的工艺，分析并指出实现清洁分级分离纤维素、木质素、半纤维

2、素，做到木质纤维素全生物量优化利用才是组分分离的未来．关键词：纤维素；提取；分离中图分类号：N99文献标识码：A文章编号：1004—9444(2012)02—0069—04然纤维素原料，如果能从其中提取出优质的纤维素l纤维素概述应用于工业生产中将会产生巨大的经济效益和生态效益．纤维素(cellulose)是自然界中存在量最大的一但是，纤维素、半纤维素和木质素本身均是具有类有机化合物，木材、亚麻、棉花等的主要成分都是复杂空间结构的高分子化合物[1]，在天然纤维素原纤维素．它是植物细胞壁的主要成分，是构成植物的料中，它们聚

3、合为一个整体，形成复杂的超分子化合骨架．纤维素是无色、无味具有纤维状结构的多糖，物．其中，木质素大部分存在于胞间层中，和半纤维分子式可以用(CH。。O)(n为聚合度)来表示，组素形成牢固结合层，对纤维素形成覆盖保护作用．因成纤维素的基本结构单元是葡萄糖，但与淀粉不同，此，要想获得纤维素并充分利用，就必须将三种组分它是由许多D一葡萄糖单元通过0—1，4糖苷键结分离开来，实现纤维素的有效提取．合起来的链状高分子化合物．纤维素是目前制浆造根据所使用方法的不同性质，纤维素提取工艺纸工业、纺织工业和纤维化工的重要原料，纤维素形可

4、分为物理处理法和化学处理法．在实际应用中，大式的生物质能也将作为日后重要的清洁能源_1]．多是采用两种或两种以上方法的组合，以取长补短，发挥各自优势，改善纤维素分离提取的效果．2纤维素提取分离技术2．1物理处理法物理处理法主要包括机械粉碎、蒸汽爆破、微波木质纤维类材料如各种农业残余物(玉米秸杆、和超声波辅助提取法等，一般用于纤维素提取的预小麦秸杆、稻草等)、林业残余物(伐木产生的枝叶、处理工艺或是辅助工艺，其目的是去除木质素等对死树、病树等)、野草、芦苇、专门栽培的作物(如松、纤维素具有保护作用的成分I】]．杨、甘蔗、

5、甜菜、甜高梁等)以及各种废弃物(城市固1)机械粉碎法体垃圾、废纸、甘蔗渣等)都是含有大量纤维素的天机械粉碎常用双滚压碎机、球磨机、流态能量收稿日期：2012—03—15作者简介：高璇(1983一)，女，山东滨州人，硕士，研究方向：科技情报研究、专利分析与战略决策万方数据7O德州学院学报第28卷研磨和湿胶体磨将天然纤维素原料粉碎．物料经过利用超声波的特殊效应(空化作用、机械作用和微粉碎后，纤维的物理性能发生了明显的变化，物料热效应)辅助分离木质素和纤维素，其原理在于：超的尺寸明显变小，结晶度降低，平均聚合度变小，物声波产

6、生的机械作用及空化产生的微射流对天然纤料的水溶性组分增加．维素原料表面产生在冲击、剪切，且空化作用所产生2)蒸汽爆破法的热量及自由基均可使大分子降解．蒸汽爆破实质是一种复杂的物理和化学联合预中国专利200810151732．5涉及一种利用超声处理过程，利用水蒸气在高温高压条件下可渗透进波技术分离甘草废渣中木质素和纤维素的方法，将人细胞壁内部的特性，使之在进入细胞壁时冷凝成甘草废渣中加入甲基异丙酮一乙醇一水混合溶剂制为液态，然后突然释放压力造成细胞壁内的冷凝液成混浊液，用超声波处理上述混浊液．木质素在超声体突然蒸发形成巨

7、大的剪切力，从而破坏细胞壁波的作用下降解成碎片后，溶于甲基异丙酮相中，从结构，使得大部分的半纤维素降解和木素的软化及而与纤维素分离．部分降解．汽爆处理强度是直接影响汽爆处理结果中国专利200710119136．4公开了一种生物质的因素，随着汽爆强度增大，半纤维素的水解程度增有机组分的分离工艺方法．该方法在高压反应容器大，对后续的组分分离有力，但是会带来纤维素分子中，采用微波与超声波同时作用，并根据植物不同，链的断裂，造成纤维素品质降低．分别调整微波与超声波的功率和频率，再以20体CN201110116073．3(实质审

8、查阶段)提供了一积～7O体积浓度的有机溶剂水溶液，分解提取种用于农作物秸秆纤维素提取的超声波辅助汽爆预生物质中组分，最终提取的纤维素纯度达到95以处理工艺，预处理后的秸秆可经过后续的脱木素和上．漂白等处理工艺，获得高纯度的秸秆纤维素．利用超2．2化学处理法声波的机械振动、空化效应和热效应等综合作用，可化学处理法是应用化学制剂来打破