竹黄酸性亚硫酸氢钠水解提取戊糖条件优化.pdf

第42卷 第 7期 化 工 技 术 与 开 发 V0l_42 No．7 2013年 7月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Ju1．2013 竹黄酸陛亚硫酸氢钠水解提取戊糖的条件优化 别士霞 ，沈葵忠L，焦 健 L，高桂林 (1．中国林业科学研究院林产化学工业研究所，江苏省生物质能源与材料重点实验室，国家林业局林产化学工程重点开放性 实验室，生物质化学利用国家工程实验室 ，江苏 南京 210042；2．中国林业科学研究院林业新技术研究所，北京 100091) 摘 要：以造纸厂生产线的竹黄废屑为原料，对固液比、温度、时间和加药量等影响酸性亚硫酸氢钠预水解的主要 条件进行了优化，并与稀酸水解进行比较。实验结果表明，在温度175~C，固液比1：5，时间30rain，硫酸浓度1％，亚 硫酸氢钠浓度1．77％时，戊糖收率达到7857％，水解底物得率为7828％。在最优条件下亚硫酸钠水解的戊糖收率高于稀酸 水解收率。竹黄废屑具有制备糠醛的潜在应用前景，经亚硫酸氢钠预水解后的残渣可以用于制备生物乙醇。 关键词 ：亚硫酸氢钠水解；戊糖；竹黄；稀酸水解 中图分类号 ：TQ353 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2013)07-0001-05 我国竹林资源丰富，素有 竹“类王国之称”，竹 提高原料综合利用率提供参考。 林面积 占世界的1／4。竹子用途广泛，主要用于建筑、 1实验部分 交通运输、制浆造纸、农业、水利建设、工艺美术、家 具及 日常生活用品等方面 1】『。竹子在机械加工过程 1．1材料与仪器 中利用率很低 ，通常仅为40％左右，有近60％的资 实验原料为四川某制浆厂的慈竹竹黄废屑，竹 源未得到充分利用，造成极大的资源浪费和环境压 黄 自然风干后封袋保存。 力 2【】。竹屑的主要成分为竹黄，含有较高含量的纤 D一木糖、间苯三酚、硫酸、亚硫酸氢钠、盐酸等 维素和半纤维素，将这部分资源加以化学利用不仅 均采用分析纯。 可以有效提高竹子综合利用率，还可以解决竹材加 H1850R高速离心机、DF一101SA—H集热式恒 工剩余物问题。另外，在竹子机械加工过程中，竹黄 温加热磁力搅拌器、40mL高压消解罐、756MC光栅 已变成较小粒度的碎屑，可直接进行全料利用，无需 分光光度计、原料磨粉机等。 后续机械处理过程，可节省生产能耗。 1．2 实验方法 稀酸预处理能够彻底水解聚戊糖，操作工艺简 1．2．1物料化学组分分析 单，容易控制，是 目前获取戊糖普遍采用的水解方法。 综合纤维素含量按GB／T2677．10—1995测定； 酸l生亚硫酸氢钠法用硫酸和亚硫酸氢钠作催化剂，在 酸不溶木素含量按GB／T2677．8—1944测定；聚戊糖 高温高压条件下半纤维素迅速水解，同时木质素部分 含量按 GB／T2677．9—1944测定 。 磺化溶解，半纤维素的水解和木质素的部分磺化去除 1．2．2 亚硫酸氢钠预水解 了LCC结构对纤维素的保护作用，节省了纤维素再利