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《浙江工业大学》 2015年
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从造纸废水中制备木糖

朱旭  
【摘要】:木糖是一种应用广泛的单糖,主要用于生产木糖醇,市场需求巨大。桉木是重要的造纸原料,在生产溶解浆的过程中,桉木中的大部分半纤维素通过预水解进入制浆废液,而制浆废液的排放会造成环境污染及生物质资源的浪费。玉米芯是我国生产木糖的主要原料,近年来其价格涨幅较大,致使木糖生产成本上升。木糖是桉木半纤维素的主要成分,本课题利用在桉木预水解工艺中产生的造纸废水制备木糖,不仅降低了木糖生产成本,还可以变废为宝,减少造纸废水的污染。本课题对木聚糖酶水解造纸废水中的木聚糖以及木糖的提取工艺进行了研究,建立了绿色清洁的结晶木糖制备工艺,经预处理、酶解、脱色、离子交换、浓缩及结晶,得到了纯度达97%的结晶木糖。本课题首先分析了造纸废水的主要成分,结果表明,造纸废水中木糖含量为7.00 g/L,戊聚糖含量为6.69 g/L,表明可通过水解戊聚糖进一步提高造纸废水中的木糖浓度。其次对造纸废水中木聚糖的酸水解和木聚糖酶水解工艺进行了比较。研究发现,酶解后的造纸废水中木糖的浓度与酸解相近,且酶解液和酸解液中的木糖都占其单糖总量的70%以上,另外,考虑到酶解反应条件温和、对环境友好的优点,本课题采用木聚糖酶水解造纸废水并对酶解条件进行了优化。优化后的酶解条件为:造纸废水浓缩倍数为5.3,酶添加量为45 U/m L,温度为50?C,反应时间为24 h。在该条件下,造纸废水的木糖浓度增加了23.27 g/L。然后优化了脱色条件,发现在活性炭添加量为7.06%(w/v),脱色温度为80?C的条件下搅拌30 min,酶解液的透光率可达90.58%,木糖收率可达97%,同时,蛋白质的去除率可达72.4%。脱色后的造纸废水酶解液经离子交换脱盐处理,电导率降低至50μS/cm,木糖收率为90.9%,同时,蛋白质的去除率可达100%。最后对采用乙醇溶析结晶法进一步提取木糖的条件进行了优化,得到最适结晶条件:无水乙醇添加终浓度为84.67%(w/w),初始木糖浓度为80%(w/w),结晶温度为25?C,搅拌时间为10 h,晶种添加量为0.075g/g,搅拌转速为800 rpm,在该条件下木糖结晶收率可达35%。造纸废水酶解液经脱色、离子交换、浓缩及结晶,得到了纯度达97%的结晶木糖,提取总收率为28.8%。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X793;O636.1

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