最新杨木半纤维素的提取

1、logo杨木半纤维素的提取杨木半纤维素的提取u姓名：丁晨龙姓名：丁晨龙u班级：班级：u学院：学院：u学号：学号：u指导老师：指导老师：u 研究背景u 研究意义u 研究目标u 论文结构与主要内容u 致谢目录目录论研究背景 1. 1.中国是一个人口大国，又是一个经济迅速发展的国家，中国是一个人口大国，又是一个经济迅速发展的国家，2121世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。 2. 2. 半纤维素是一种重要的生物质资源，半纤维素在生产与半纤维素是一种重要的生物质资源，半纤维素在生产与生活上有着许多用处。生活上有着许多用处。 3.3.市场需求旺盛。市场需求

2、旺盛。研究意义研究意义u 1.1.人类对生物质资源的利用已有几千年的历史，但往往效率低下、污染人类对生物质资源的利用已有几千年的历史，但往往效率低下、污染严重，随着石油化学工业的迅速发展，生物质资源的利用也趋于缓慢。严重，随着石油化学工业的迅速发展，生物质资源的利用也趋于缓慢。然而，然而，20 20 世纪世纪 70 70 年代发生中东战争引发的全球性能源短缺，以及人类年代发生中东战争引发的全球性能源短缺，以及人类对石油等资源的无节制开发利用所导致的传统矿物资源的日益枯竭，使对石油等资源的无节制开发利用所导致的传统矿物资源的日益枯竭，使人们开始重新重视包括生物质能源在内的可再生能源的开发利用研究

3、，人们开始重新重视包括生物质能源在内的可再生能源的开发利用研究，同时，由石油化工产业所带来的环境问题也使得我们开发利用环境友好同时，由石油化工产业所带来的环境问题也使得我们开发利用环境友好的生物质产业有较好的前景。的生物质产业有较好的前景。 u 2.2.发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国8080人口生活在农村人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加，但生物质能仍占有重要地位。在农村的使用迅速增加，但生物质能仍占有重要地位。199

4、81998年农村生活年农村生活用能总量用能总量3.653.65亿吨标煤，其中秸秆和薪柴为亿吨标煤，其中秸秆和薪柴为2.072.07亿吨标煤，占亿吨标煤，占56.756.7。因此发展生物质能技术，为农村地区提供生活和生产用能，是帮助这些因此发展生物质能技术，为农村地区提供生活和生产用能，是帮助这些地区脱贫致富，实现小康目标的一项重要任务。地区脱贫致富，实现小康目标的一项重要任务。u 3.3.半纤维素是一种重要的生物质资源，半纤维素在生产与生活上有着许半纤维素是一种重要的生物质资源，半纤维素在生产与生活上有着许多用处。半纤维素的开发与利用，可以进一步缓解环境与资源的压力，多用处。半纤维素的开发与利

5、用，可以进一步缓解环境与资源的压力，改善人们的生产与生活。改善人们的生产与生活。研究的目标研究的目标1.1.不同抽提时间、碱浓度、温度对所得木聚糖得率的影响不同抽提时间、碱浓度、温度对所得木聚糖得率的影响 2.2.预处理（盐酸、氨水）对木聚糖得率的影响预处理（盐酸、氨水）对木聚糖得率的影响 论文结构与主要内容论文结构与主要内容u第一部分第一部分 半纤维素的制备半纤维素的制备u第二部分第二部分 实验结果与讨论实验结果与讨论半纤维素的制备半纤维素的制备 从杨木中提取半纤维素的工艺流程为：原料粉碎从杨木中提取半纤维素的工艺流程为：原料粉碎预处预处理理碱提取碱提取中和中和超滤超滤低温冷冻干燥低温冷冻干

6、燥成品。成品。 杨木原料预处理完，就可以对杨木提取半纤维素了。根杨木原料预处理完，就可以对杨木提取半纤维素了。根据温度，碱浓，时间，这三个条件，分别进行单因素实验据温度，碱浓，时间，这三个条件，分别进行单因素实验和正交实验，加入和正交实验，加入naohnaoh溶液，在一定的温度条件下加热，溶液，在一定的温度条件下加热，对半纤维素进行提取对半纤维素进行提取。单因素实验分别进行温度、碱浓和时间的单因素实验。分别进行温度、碱浓和时间的单因素实验。1.1.不同反应温度不同反应温度(60 (60 、70 70 、8080、90)90)反应，将反应，将2g2g预处预处理过的杨木粉和理过的杨木粉和6 6的的

7、naohnaoh溶液按照固液比为溶液按照固液比为1 151 15加入加入到到100ml100ml的三口瓶中，再把三口瓶至于恒温水浴锅中于不同的三口瓶中，再把三口瓶至于恒温水浴锅中于不同的温度下反应的温度下反应 3 3 小时提取半纤维素。小时提取半纤维素。2.2.不同碱浓条件下反应，将不同碱浓条件下反应，将2g2g预处理过的杨木粉分别用质量分预处理过的杨木粉分别用质量分数数2% 2% 、4% 4% 、6% 6% 、8%8%的的naoh naoh 溶液溶液( (固液质量比为固液质量比为1 1：15)15)于于8080反应反应2 2小时提取半纤维素。小时提取半纤维素。3.3.不同反应时间条件下反应，

8、将不同反应时间条件下反应，将2g2g预处理过的杨木粉用质量分预处理过的杨木粉用质量分数数6% 6% 的的naoh naoh 溶液于溶液于8080下下( (固液质量比为固液质量比为1 :15 ) 1 :15 ) 分别浸分别浸提杨木粉提杨木粉1 1小时、小时、2 2小时、小时、3 3小时提取半纤维素的含量。小时提取半纤维素的含量。 正交实验正交实验 各称取各称取2g2g杨木粉，分别加杨木粉，分别加入入9 9个容积为个容积为100 ml100 ml的三口瓶的三口瓶中，根据三因素三水平制定中，根据三因素三水平制定正交实验，如下表：正交实验，如下表：所在所在列列1 12 23 3因素因素温度温度/碱浓碱

9、浓/%/%抽提抽提时间时间/t/t实验实验1 170704 42 2实验实验2 270706 63 3实验实验3 370708 84 4实验实验4 480804 44 4实验实验5 580806 63 3实验实验6 680808 82 2实验实验7 790904 44 4实验结果与讨论实验结果与讨论单因素实验结果如下图单因素实验结果如下图 图图1 1 不同温度下半纤维素的得率不同温度下半纤维素的得率图图2 2 不同碱浓下半纤维素的得率不同碱浓下半纤维素的得率 图图3 3 不同反应时间下半纤维素的得率不同反应时间下半纤维素的得率 由上面三图可知半纤维素的提取率随着提取温度的增加由上面三图可知半纤

10、维素的提取率随着提取温度的增加而加大而加大, , 碱处理温度为碱处理温度为80 80 时半纤维素提取率最高时半纤维素提取率最高, ,故适故适当的提高温度对半纤维素的提取会有利。当的提高温度对半纤维素的提取会有利。 半纤维素的提取率随着半纤维素的提取率随着naohnaoh质量分数的增加而加大质量分数的增加而加大, , 但但浓度过高易造成半纤维素的水解浓度过高易造成半纤维素的水解, , 使还原糖的量随着增加使还原糖的量随着增加, , 且提取液的颜色比较深且提取液的颜色比较深, ,会造成脱色成本加大会造成脱色成本加大, , 这对半纤维这对半纤维素的提取不利。而采用质量分数素的提取不利。而采用质量分数

11、2%2%的的naohnaoh提取提取, ,木聚糖提取木聚糖提取率较低。综合考虑质量分数为率较低。综合考虑质量分数为6%6%较合适。较合适。 半纤维素的提取率半纤维素的提取率3 3小时为好小时为好, , 高于高于3 3小时后半纤维小时后半纤维素部分水解损失素部分水解损失, ,致使半纤维素提取率较低。但低于致使半纤维素提取率较低。但低于3 3小时小时半纤维素溶出不充分使提取率偏低。综合考虑碱处理时间半纤维素溶出不充分使提取率偏低。综合考虑碱处理时间3 3小时较合适。小时较合适。 正交实验结果如下正交实验结果如下所在列所在列1 12 23 3 4 4因素因素温度温度/ 碱浓碱浓/%/%抽提时间抽提时

12、间/t/t实验结果实验结果/%/%实验实验1 170704 42 2 8.97 8.97实验实验2 270706 63 3 22.35 22.35实验实验3 370708 84 4 34.16 34.16实验实验4 480804 44 4 24.95 24.95实验实验5 580806 63 3 30.52 30.52实验实验6 680808 82 2 38.91 38.91实验实验7 790904 44 4 19.86 19.86实验实验8 890906 62 2 27.81 27.81实验实验9 990908 83 3 32.42 32.42均值均值1 121.8321.8317.9317

13、.9325.2325.23均值均值2 231.4631.4626.8926.8928.4328.43均值均值3 326.6926.6935.1635.1626.3226.32极差极差9.639.6317.2317.233.23.2 由正交实验结果可知各因素影响程度依次为由正交实验结果可知各因素影响程度依次为: : 碱质量分碱质量分数数bb浸提温度浸提温度a a 浸提时间浸提时间c c 。 最佳组合为最佳组合为: : 浸提时间浸提时间3 3小小时、碱液浓度时、碱液浓度8%8%、浸提温度、浸提温度8080。 选选取最优条件，进行两组实验，一组用选选取最优条件，进行两组实验，一组用盐酸、氨水进行预处

14、理，另一组盐酸、氨水进行预处理，另一组用热水处理。两次实验所得数据结果如下：用热水处理。两次实验所得数据结果如下：所在列所在列1 12 23 34 4因素因素温度温度/碱浓碱浓/%/%抽提时间抽提时间/t/t实验结果实验结果/%/%实验实验1 180808 83 339.1239.12实验实验2 2（盐（盐酸、氨水酸、氨水）80808 83 32727由上表可知，在相同的反应条件下，经盐酸、氨水预处理过的由上表可知，在相同的反应条件下，经盐酸、氨水预处理过的实验组，得率明显偏低。实验组，得率明显偏低。综上结论综上结论u 1.1.通过单因素和正交实验对杨木半纤维素制备的各条件进通过单因素和正交实验对杨木半纤维素制备的各条件进行分析，得到半纤维素提取的最佳工艺条件为行分析，得到半纤维素提取的最佳工艺