CN107119093A - 一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法 - Google Patents

一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法，其特征在于：对木材酸化液的处理过程如下：向木材酸化液中加入降解剂，将木材酸化液降解为单糖溶液；其中，加入的降解剂的重量为木材酸化液重量的0.05～0.1％，降解时间为2～8h，降解温度为40～80℃。本发明步骤简单且操作方便，通过降解剂对木材酸化液进行降解，从而将木材酸化液中的木质素等大分子降解为小分子，从而减小阻碍，进而提高超滤膜通量，因此适合推广使用。

Description

一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法
技术领域
本发明涉及一种提高超滤膜通量的方法，尤其涉及一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法。
背景技术
含有植物纤维的原料如木材、竹子等，其中主要由纤维素、半纤维素、木质素组成。制浆造纸每年都要消耗大量的植物纤维的木材等资源，碱法造纸使得制备纸浆过程中，半纤维素和木质素成为废料而烧掉了。因此，为了充分利用资源将木片用水进行预水解以提出木片中的半纤维素，在一定的温度和催化剂作用下，加水分解成单糖，然后用化学或生物化学方法，将这些单糖再加工成各种产品，从而可将半纤维素加以利用。
预水解得到的固相物质中主要含有纤维素，用于进一步制备纸浆；而预水解得到的液相中含有占到阔叶木质量20％～25％的半纤维素，对预水解的水解液进行酸水解，再对酸水解液进行超滤膜脱色、浓缩、结晶处理得木糖；由于木材酸化水解液中除了木糖外，还含有大量木质素等杂质，木质素是存在于植物纤维中的一种芳香族高分子化合物，木质素在分离过程中受到酸的作用，其结构会发生化学变化，硫酸木质素在水解过程中所发生的变化，是由于在水解的同时木质素发生高度缩合反应造成的。由于这些物质分子的空间障碍，影响了超滤膜的通量；从而增加了设备投资，影响了产品的收率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法，以期能使木质素、纤维素、半纤维素等大分子物质降解为小分子物质，从而减小阻碍，进而提高超滤膜通量。
本发明通过下述技术方案实现：
一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法，对木材酸化液的处理过程如下：向木材酸化液中加入降解剂，将木材酸化液中高分子物质降解为小分子物质；其中，加入的降解剂的重量为木材酸化液重量的0.05～0.1％，降解时间为2～8h，降解温度为40～80℃。
进一步的，所述降解剂为过氧化物酶、漆酶、木聚糖酶、纤维素酶以及半纤维素酶中的一种或多种。
或者，所述降解剂为表面活性剂，或者所述降解剂为过氧化物酶、漆酶、木聚糖酶、纤维素酶以及半纤维素酶中的一种或多种与表面活性剂组成的组合物。
再进一步的，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、烷基苯磺酸钠以及非离子表面活性剂中的一种或多种；其中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠；所述非离子表面活性剂为非离子表面活性剂OP—7、非离子表面活性剂OP—10以及平平加中的一种或多种。
更进一步的，所述木材酸化液为木材、竹子、蔗渣或芦苇的水解酸化液。
为了更好地实现本发明，木材酸化液在酸性条件下降解，且降解起始时的PH值为3～6。
为了确保效果，所述降解剂的重量为木材酸化液重量的0.08％；木材酸化液的降解时间为4h；降解温度为50℃。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明步骤简单且操作方便，通过降解剂对木材酸化液进行降解，从而将木材酸化液中的木质素、纤维素、半纤维素等大分子降解为单糖小分子，从而减小阻碍，进而提高超滤膜通量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本发明的提高木材酸化液超滤膜通量的方法，需要对木材酸化液进行降解处理。具体的，向木材酸化液中加入降解剂，将木材酸化液中的大分子物质降解为小分子物质，即可减小阻碍，进而提高超滤膜通量。本发明的木材酸化液在酸性条件下降解，且降解起始时的PH值为3～6，本实施例中的木材酸化液的降解起始PH值为3。
本发明的木材酸化液为木材、竹子、蔗渣或芦苇的水解酸化液，本实施例中的木材酸化液采用的是桉木水解酸化液。所述降解剂为过氧化物酶、漆酶、木聚糖酶、纤维素酶以及半纤维素酶中的一种或多种；或者，所述降解剂为表面活性剂；或者，所述降解剂为过氧化物酶、漆酶、木聚糖酶、纤维素酶以及半纤维素酶中的一种或多种与表面活性剂组成的组合物。其中，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、烷基苯磺酸钠以及非离子表面活性剂中的一种或多种；所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠，所述非离子表面活性剂为非离子表面活性剂OP—7、非离子表面活性剂OP—10以及平平加中的一种或多种。本实施例中的降解剂由木聚糖酶、漆酶以及十二烷基硫酸钠组合而成。本发明使用降解剂的重量为木材酸化液重量的0.05～0.1％，本实施例中的使用的降解剂的重量为木材酸化液重量的0.05％。
为了确保降解效果，本发明的木材酸化液降解的时间设为2～8h，降解温度设为40～80℃。本实施例中，采用木材酸化液降解的时间为2h，降解温度为80℃。经过本发明进行降解处理后的单糖水溶液使用超滤膜进行脱色和分离，该单糖水溶液与未经降解处理的桉木水解酸化液的对比情况见表一。
表一
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，其不同点在于本实施例中的木材酸化液采用的是竹子水解酸化液，其降解起始PH值为4，降解的时间为4h，降解温度为65℃。所述降解剂的重量为木材酸化液重量的0.06％，且该降解剂为非离子表面活性剂OP—7。本实施例降解处理后的单糖水溶液与未经降解处理的竹子水解酸化液的对比情况见表二。
表二
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，其不同点在于本实施例中的木材酸化液采用的是蔗渣水解酸化液，其降解起始PH值为5，降解的时间为6h，降解温度为50℃。所述降解剂的重量为木材酸化液重量的0.08％，且该降解剂由十二烷基硫酸钠与平平加组合而成。本实施例降解处理后的单糖水溶液与未经降解处理的竹子水解酸化液的对比情况见表三。
表三
实施例4
本实施例与实施例1基本相同，其不同点在于本实施例中的木材酸化液采用的是芦苇水解酸化液，其降解起始PH值为6，降解的时间为8h，降解温度为40℃。所述降解剂的重量为木材酸化液重量的0.1％，且该降解剂由木聚糖酶、纤维素酶、半纤维素酶以及非离子表面活性剂OP—10组合而成。本实施例降解处理后的单糖水溶液与未经降解处理的竹子水解酸化液的对比情况见表四。
表四
如上所述，便可较好的实现本发明。

Claims (9)

1.一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法，其特征在于：对木材酸化液的处理过程如下：向木材酸化液中加入降解剂，将木材酸化液中高分子物质降解为小分子物质；其中，加入的降解剂的重量为木材酸化液重量的0.05～0.1％，降解时间为2～8h，降解温度为40～80℃。
2.根据权利要求1所述的一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法，其特征在于：所述降解剂为过氧化物酶、漆酶、木聚糖酶、纤维素酶以及半纤维素酶中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法，其特征在于：所述降解剂为表面活性剂，或者所述降解剂为过氧化物酶、漆酶、木聚糖酶、纤维素酶以及半纤维素酶中的一种或多种与表面活性剂组成的组合物。
4.根据权利要求3所述的一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法，其特征在于：所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、烷基苯磺酸钠以及非离子表面活性剂中的一种或多种；其中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠，所述非离子表面活性剂为非离子表面活性剂OP—7、非离子表面活性剂OP—10以及平平加中的一种或多种。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法，其特征在于：所述木材酸化液为木材、竹子、蔗渣或芦苇的水解酸化液。
6.根据权利要求5所述的一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法，其特征在于：木材酸化液在酸性条件下降解，且降解起始时的PH值为3～6。
7.根据权利要求6所述的一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法，其特征在于：所述降解剂的重量为木材酸化液重量的0.08％。
8.根据权利要求6或7所述的一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法，其特征在于：木材酸化液的降解时间为4h。
9.根据权利要求8所述的一种提高木材酸化液超滤膜通量的方法，其特征在于：木材酸化液的降解温度为50℃。
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