纤维素的化工利用
纤维素在自然界中分布很广，是地球上蕴藏十分丰富的可再生资源。几乎所有的植物都含有纤维素和半纤维素，棉花、大麻、木材等植物中均含有较高的纤维素，其中棉花中的含量高达92%-95%。许多农作物的秸秆、皮、壳都含纤维素，如稻麦、棉花、高粱、玉米的秸秆，玉米芯、棉籽壳、花生壳、稻壳等；木材采伐和加工过程的下脚料，如木屑、碎木、枝丫等，制糖厂的甘蔗渣、甜菜渣等也都含纤维素。
纤维素经化学加工可制得羟甲基纤维素、羟乙基纤维素以及援甲基纤维素等，这些纤维素的衍生物可作为增稠剂、黏合剂和污垢悬浮剂；纤维素经乙酰化和部分水解制得的醋酸纤维是感光胶片的基材；纤维素经硝化得到的硝化纤维是早期的炸药、塑料。
木材加工业的下脚料，在隔绝空气的密闭设备中加热分解，所得产品有活性炭、木焦油、甲酵、醋酸和丙酮等，同时获得气体燃料（如一氧化碳和甲烷）。
纤维素和半纤维素是多糖类碳水化合物，水解可以得到葡萄糖和戊糖。葡萄糖用酵母菌发酵可得到乙醇；戊糖在酸性介质中脱水可得到糠醛：
糠醛是一种无色透明的油状液体，其分于结构中含有羰基、双烯和环醚的官能团，化学性质活泼，主要用于生产糠醇树脂、糠醛树脂、顺丁烯二酸酐、医药、农药、合成纤维等。工业上利用玉米芯、棉籽壳、花生壳、甘蔗渣等含植物纤维的物质生产糠醛，其工艺过程如下图所示。
以玉米芯、棉籽壳、花生壳、甘蔗渣等为原料生产糠醛所用的硫酸含量为6%，水解以直接蒸汽加热，温度控制在180℃左右，压力为0 6～1.0 MPa，水解时间为5～8 h。
不同原料制取糠醛的理论产率不同，见下图
木质纤维素由于分子间与分子内氢键的大量存在，纤维素结晶度较高，不溶于水和普通有机溶剂，限制了纤维素的基础研究和工业应用，形成了目前这一地球上最丰富的可再生资源与开发利用程度低的窘境。随着纤维素酶高产菌株、戊糖己糖发酵菌株构建的发酵技术，室温离子液体及中国科大的聚乙二醇碱水溶液等绿色溶剂技术的出现，将解开纤维素难以深度开发的瓶颈。特别是室温离子液体有效地溶解纤维素后，可将纤维素水解高转化率的控制在单糖、5-羟甲基糠醛等反应阶段，遵循了绿色化学中开发环境友好溶剂和利用生物可再生资源为原料这两个基本原则，大大拓展了纤维素的工业应用前景，为纤维素资源的绿色应用提供了一个崭新的平台。纤维素必将成为未来最重要的工业原料之一，其最重要的转化利用方式包括制备再生纤维素材料、纤维素衍生物、糠醛类衍生物、呋喃类衍生物以及纤维素乙醇。在离子液体中制备再生纤维素材料。可以得到不同形态的再生纤维素，如纤维素纤维、纤维素薄膜、纤维素粉末、纤维素珠体等，这些再生纤维素材料在制膜、纺丝、生产无纺布等工业领域具有广阔应用前景。通过在离子液体中的溶解与再生可以在纤维素中加入功能性添加剂、高分子材料制备具有特殊性能的纤维素新材料，这些纤维素新材料的制备大大拓展了纤维素的应用范围。在离子液体中制备纤维素衍生物材料。既可以引入活性相对较低的取代基，也可以设计合成结构新颖的纤维素衍生物，甚至通过一些基团保护技术，制备具有某些指定取代基分布方式的产物，从而能够赋予纤维素材料以崭新的性能，将极大丰富纤维素的应用和研究范围。就目前而言，可方便地在均相溶液中经过酯化、醚化、接枝、共聚等手段，生成比异相反应更加均一、性能更优良的功能性纤维素衍生物作材料，如纤维素乙酸及长链脂肪酸酯、乙基纤维素、羟丙基纤维
素等具有热塑性能，开辟纤维素衍生物熔融注塑、熔融吹塑和熔融纺丝的新阶段，在涂料、制膜、纺织、
制药等工业领域具有广泛的应用。在离子液体中制备糠醛、呋喃类衍生物。该二类物质是一种由可再生的生物质合成的重要的平台化合物，能够作为高分子材料合成的单体、药物制备的中间体、大环化合物合成的原料、生物燃料的中间体和燃料添加剂等，具有部分替代矿物资源的潜力。在离子液体中制备纤维素乙醇。由于离子液体破坏了纤维素的结晶结构，变为无定形纤维素，使酶解、水解速度可提高几十倍。若把水解控制在解晶、多糖、单糖等阶段，将大大提高纤维素的原位酶解、多糖酶解、单糖发酵等速度，可为纤维素乙醇的制备提供了一种快捷、经济的新方法。这一纤维素乙醇生产方法的出现，不仅可以生产燃料乙醇，还可以通过乙醇脱水生产化工原料之母乙烯，将打破主要由石油生产乙烯、燃油的格局，改变目前的能源化工原料的来源。有理由相信，随着科技的发展和研究工作的不断深入，藉离子液体技术由纤维素高效溶解，高收率转化为还原单糖、糠醛类衍生物、呋喃类衍生物、乙醇甚至是乙烯，纤维素基能源、化工将迎来大发展。愿“十二五”规划中为纤维素基能源化工划上一笔。
6种纤维素的作用及来源 维生素Ａ 维生素A：保护眼睛和全身上皮组织间接抵抗各种疾病的感染。缺乏时会造成夜盲、干眼症、角膜软化甚至穿孔、失明以及免疫力低下。维生素A来源于鱼肝油，胡萝卜，动物的肝、肾、乳类、蛋黄，有色蔬菜（南瓜、鸡毛菜、克莱、芥菜、紫菜等）及黄色水果（杏、柿等）。 维生素D 维生素D：可以促进钙、磷的吸收和骨骼正常的生长。缺乏时会患佝楼病。维生素D来源于鱼肝油、肝和蛋，以及日光照射裸露的皮肤在体内形成。 维生素E 维生素E利用它的抗氧化性质来防止心脏病。并且它增进了循环，有助于防止血凝。维生素E也能抵抗某种癌症，延缓衰老，预防白内障。而且对免疫系统正常发挥它的功能也有帮助作用。不过它也可以帮助伤口愈合。成年人的维生素E缺乏症可以通过下述症状来鉴别：过早衰老，肌肉虚弱，走路困难，容易被传染，伤口愈合能力差，容易疲劳。维生素E缺乏涉及到的疾病主要是红血球被破坏、肌肉的变性、贫血症、生殖机能障碍。尽管维生素E是一种脂肪可溶的维生素，并且储存在人体内，但是维生素E是最安全的维生素，而且毒性很小。维生素E的主要食物来源包括麦芽、大豆、植物油、坚果类、芽甘蓝、绿叶蔬菜、菠菜、有添加营养素的面粉、全麦、未精制的谷类制品、蛋。维生素E的建议每日摄入量是400-800IU，而且最好是通过α-维生素E获取。 维生素B1 维生素B1：可以预防神经炎及脚气病等，调节碳水化合物代谢，帮助消化，促进生长发育。缺乏时会引起食欲不振、健忘、不安、易怒、患脚气病，甚至出现惊厥昏迷，心力衰竭。维生素Bl来源于米糠、麦就豆类、花生等。 维生素B2 维生素B2：功用是促进细胞组织氧化，防止皮肤干燥和口、眼症状。缺乏时会发生口角炎、眼炎、舌炎。维生素B2来源于肝、蛋、乳、绿叶蔬菜。 维生素C 维生素C：调节生理机能，促进铁的吸收，提高对传染病及其他疾病的抵抗力。缺乏时会出现坏血病、骨骼生长及造血机能发生障碍，引起生长迟缓。维生素C来源于新鲜水果（以柚、橙。猕猴桃、山植含量高）和新鲜蔬菜（番茄、青椒含量高）。 水和食物纤维的作用
木质纤维素预处理方法的研究进展 摘要:概述了几种比较实用的木质纤维素预处理技术,总结了各种预处理技术的方法?原理以及优缺点,进而对木质纤维素预处理方法的发展前景进行了展望? 关键词:木质纤维素;预处理方法;研究进展 Research Advances of Pretreatment Technology of Lignocellulose Abstract: Some practical pretreatment technologies of lignocellulose were briefly introduced, including the main methods, principles, advantages and disadventages. And the development prospect of pretreatment technology of lignocellulose was put forward. Key words: lignocellulose; pretreatment method; research progress 随着世界经济的不断发展和石油资源的日益消耗,开发更加长久有效的能源是各国面临的一个巨大难题?作为一种可再生能源,生物质能源是中国能源可持续发展的必然战略选择之一?利用木质纤维素生产生物乙醇?丁醇等生物质燃料是生物质能源开发的重要内容?我国天然纤维素原料非常丰富(包括农作物秸秆?林业副产品?城市垃圾和工业废弃物等),利用生物技术分解和转化木质纤维素既是资源利用的有效途径,对于解决环境污染?食品短缺和能源危机又具有重大的现实意义? 1 木质纤维素的结构 木质纤维素是指以纤维素?半纤维素和木质素为主要成分的原料,3种成分在植物原料中的含量分别为35%~50%?15%~25%和15%~30%?纤维素是聚合度在 1 000~10 000的葡萄糖的线性直链聚合物,由结晶相和非结晶相交错形成,结晶相结构致密,阻碍纤维素的分解?半纤维素结构较纤维素简单,主要是由木糖?阿拉伯糖等戊糖及少量的葡萄糖?甘露糖和半乳糖等己糖形成的直链或支链聚合物,在适宜的温度下易于溶解在稀酸溶液中并降解成单糖?木质素是一种由苯丙烷结构单体组成的具有复杂三维结构的芳香族高聚物,在植物结构中发挥胶粘作用,将纤维素和半纤维素紧密结合在一起,增大茎秆的机械强度,起到木质化作用,阻碍微生物对植物细胞的攻击,同时减小了细胞壁的透水性?纤维素和半纤维素作为可酵解糖类,占原料总重的65%~75%[1]? 2 预处理的目的 木质纤维素的转化利用可分为原料预处理?酶水解和糖发酵3个阶段,主要的技
一：纤维素的结构分类及应用： 1）纤维素的结构： 2）纤维素的分类： 根据其在特定条件下的溶解度,可以分级为:α—纤维素，β-纤维素，γ-纤维素，α—纤维素指的是聚合度大于200的纤维素,β-纤维素是指聚合度为10一200的纤维素,γ-纤维素是指聚合度小于10的纤维素。 3）纤维素的应用： 纤维素是一多羟基葡萄糖聚合物,经过特定的物理或化学改性后,具有不同的功能特性,可以粉状，片状，膜，纤维以及溶液等不同形式出现,因此用纤维素开发的功能材料极具灵活性及应用的广泛性。 3.1 高性能纤维材料： 纤维素纤维是现代纺织业的重要原料之一,同时也是纤维素化工和造纸业的重要原料，当前,纸己经成为社会发展的必需品,不仅大量应用于印刷，日用品及包装物,还可以用于绝缘材料，过滤材料以及复合材料等领域,具有广泛而重要的用途。 3.2 可生物降解材料
纤维素能够作为可降解材料的基材使用,因为纤维素具有很多独特的优点:(1)纤维素本身能够被微生物完全降解;(2)维素大分子链上有许多轻基,具有较强的反应性能和相互作用性能,使得材料便于加工,成本低,而且无污染;(3)纤维素具有很强的生物相容性;(4)纤维素本身无毒,可广泛使用，由于纤维素分子间存在很强的氢键,而且取向度和结晶度都很高,使得纤维素不溶于一般溶剂，高温下分解而不融,所以无法直接用来制作生物降解材料,必须对其进行改性，纤维素改性的方法主要有醋化，醚化以及氧化成醛，酮，酸等。纤维素生物降解材料应用广泛,例如园艺品，农，林，水产用品，医药用品，包装材料及光电子化学品等,这里要特别提出的是纤维素在医学，光电子化学，精细化工等高新技术领域应用的更好西川橡胶工业公司研制开发的纤维素，壳聚糖系发泡材料存在很好的应用前景,其特点是重量轻，绝热性好，透气，吸水等,这些特点使其广泛应用于农业，渔业，工业，包装，医疗等各个领域。 3.3 纤维素液晶材料： 天然纤维素及其衍生物液晶是一类新颖的液晶高分子材料，和其它的纤维素衍生物液晶相比,新型的复合型纤维素衍生物液晶在纤维素大分子链中引入了刚性介晶基元,使得控制其液晶性质能够成为现实"这同时就为开发具有特殊性能的液晶高分子提供了新的研究领域,并且其相应的理论基础研究对探索高分子液晶的形成也有十分重要的指导意义，另外,由于天然纤维素是自然界取之不尽，用之不竭的可再生天然高分子,那么在石油及能源日益枯竭的今天,我们就很有必
DEAE-纤维素 1 简介 DEAE-纤维素，它采用平均粒径为50μm的颗粒型亲水高分子聚合物，表面又用大分子糖链接枝，使它有更高的比表面积和更好的生物兼容性，保持更高载量，同时又具有更好的分辨率。由于比表面积大，平衡和洗脱的时间也更短。它经过接枝即使是纯化病毒，质粒等超大分子的物质，载量基本保持不变。 本产品物理和化学稳定性好，使用寿命长，操作方便。 2 填料特征： 3 应用的注意事项： 3.1 色谱柱装填 （1）所需要用到的材料的温度要与色谱操作的温度一样，液体最好做脱气处理。填料可直接称量需要的量用缓冲液溶涨一小时装柱即可。 （2）在柱子下端加入20%乙醇，以除去柱子中的空气，关闭柱子出口，在柱内保留少量的20%乙醇。20%乙醇容易产生气泡，可以在里面加1%吐温避免气泡产生。也可以换成纯水装柱子，但是需要把填料中的20%乙醇也换成纯水，具体的方法取需要体积的填料在抽滤漏
斗上进行，也可以小心倾去填料上的20%乙醇，再换成5倍体积的纯水，反复沉淀去上清，5次左右就可以用于装柱子。 （3）此填料颗粒比较细，所以一定要注意柱子要选择合适的筛网，不能漏，也可以取点填料加到筛网上试试，如果没有问题再将填料连续倒入柱子时，要用玻璃棒的紧靠柱子内壁引流，以减少气泡的产生，让填料先自然沉降到填料体积不再变化，而填料和上面的液体很好分层，上层溶液完全澄清，就可以开泵用适当的流速压柱子，填料体积不再变化后，再把转换头紧顶在填料上就可以平衡柱子使用。使用的流速要小于装柱子的流速。 （4）在装柱子前，填料从冰箱中取出至少要室温放置2-3个小时，这样避免装柱子时由于温度变化而使柱子中产生气泡。 3.2 蛋白的结合 样品的盐浓度和pH要尽量和平衡柱子的缓冲液一致，盐浓度过高或者pH带低也许挂不上，所以要根据自己的样品做适当调整。 3.3 蛋白的洗脱 这个填料如果采用线性梯度洗脱，柱子的直径和高度比最好是大于10，数值越大越有利于分离，而且样品最好别上太多，可以按约10mg/ml上样，如果采用阶段洗脱的方法，装短粗柱子就可以，上样量也没有限制。阶段洗脱容易放大，重复性好，如果洗脱条件好完全可以得到和线性梯度一样或者更好。采用什么方法完全根据自己需要。 4 再生清洗 （1）每次用完最好用0.5MNaOH含2M NaCl洗5个床体积，再用水洗5个柱床体积，然后用20%乙醇保存，使用3-5次后在水洗之后再用70%的乙醇或30%异丙醇都含1%吐温洗5个柱床体积，最后20%的乙醇流洗5个柱床体积。 （2）有机溶剂和水混合很容易产生气泡，为了避免这样情况，可以把配好的有机溶剂在室温放置过夜，再使用，这样可以避免气泡进柱子而导致柱子不能正常使用。 5 保存 在20%乙醇中，4℃下长期保存。
第三节半纤维素 一、半纤维素的分离与测定 半纤维素存在于各种植物原料中，在牛纤维素基础理论研究或应用机理研究巾，往往需要把半纤维素从原料中分离出来，分离要彻底，并且要尽量减少半纤维素的裂解。但由于中纤维素与木素之间有化学键联接，此复合体简称L.C．C，与纤维素虽没化学键联接，但结合紧密，性质近似，所以半纤维素的分离是比较复杂的。 1．半纤维素的分离 纤维原料中除了三大组成外，还有其它少量组分存在，在半纤维素的分离(抽提)前必须先把这些少量组分除去。通常是采用苯一乙醇或丙酮抽提除去。经过抽提后的试料，称为无抽提物试料。分离提取半纤维素有两种方法，一是直接抽提法，二是制成综纤维素后再提取。直接抽提法适用于阔叶木和草类原料，不适用于针叶木，因为针叶木管胞次生壁的木质化程度高，使碱不易进入，因而分离出来的半纤维素很少，无实用价值。直接法所得的半纤维素量少，且杂质也多，给提纯工作增加困难。因此，大多数是制备综纤维素，再从综纤维素中抽提半纤维素，这种做法比较普遍。 2．半纤维素的测定 对半纤维素的测定研究，自60年代以来，所用方法日趋完善。现在除用部分水解法、高碘酸盐氧化法及甲基化法外，又增加了Smith降解法，并且用色谱和质谱联用鉴定技术等。现以白桦半纤维素为例，将这些方法的主要原理简介如下： (1)部分水解法。将半纤维素水解，得到糖的复合物，主要含木糖和糖醛酸。用阴离子交换树脂将这两种糖分离，而糖醛酸又可用色谱法分成三种。 (2)高碘酸盐氧化法。高碘酸盐氧化法可以测定聚糖还原性末端基的数目和支链情况，因此可以通过高碘酸盐的消耗量和形成的甲酸量计算末端基和支链的数目。 (3)Smith降解法。它是目前用得最多的办法，是在高碘酸盐氧化的基础上发展起来的方法。其基本原理是：聚糖经过高磺酸的氧化后用硼氢化钠还原，然后进行酸水解、还原，最后用色谱鉴定所得产物，藉以了解聚糖结构情况。
纤维素对人体的作用 姓名：陈钊学号：2010210101 班级：信息管理504班一、生理作用 纤维素的主要生理作用是吸附大量水分，增加粪便量，促进肠蠕动，加快粪便的、排泄，使致癌物质在肠道内的停留时间缩短，对肠道的不良刺激减少，从而可以预防肠癌发生。 二、膳食纤维 人类膳食中的纤维素主要含于蔬菜和粗加工的谷类中，虽然不能被消化吸收，但有促进肠道蠕动，利于粪便排出等功能。食纤维可提高胰岛素受体的敏感性，提高胰岛素的利用律；膳食纤维能包裹食物的糖分，使其逐渐被吸收，有平衡餐后血糖的作用，从而达到调节糖尿病患者的血糖水平，治疗糖尿病的作用。 三、预防和治疗冠心病 血清胆固醇含量的升高会导致冠心病。胆固醇和胆酸的排出与膳食纤维有着极为密切的关系。膳食纤维可与胆酸结合，而使胆酸迅速排出体外，同时膳食纤维与胆酸结合的结果，会促使胆固醇向胆酸转化，从而降低了胆固醇水平。 四、降压作用 膳食纤维能够吸附离子，与肠道中的钠离子、钾离子进行交换，从而降低血液中的钠钾比值，从而起到降血压的作用。 五、抗癌作用 自七十年代以来，膳食纤维在抗癌方面的研究报道日益增多，尤其是膳食纤维与消化道癌的关系。肠道中的有益菌能够利用膳食纤维产生丁酸，丁酸能抑制肿瘤细胞的生长增殖，诱导肿瘤细胞向正常细胞转化，并控制致癌基因的表达。 六、减肥治疗肥胖症 膳食纤维取代了食物中一部分营养成份的数量，而使食物总摄取量减少。膳食纤维促增加唾液和消化液的分泌，对胃起到了填充作用，同时吸水膨胀，能产生饱腹感而抑制进食欲望。膳食纤维与部分脂肪酸结合，这种结合使得当脂肪酸通过消化道时，不能被吸收，因此减少了对脂肪的吸收率。 七、治疗便秘 膳食纤维具有很强的持水性，其吸水率高达10倍。它吸水后使肠内容物体积增大，
DEAE--52纤维素的处理 关于DEAE52纤维素的处理只有简单的几步，如下: 1.先将干粉的纤维素浸泡在蒸馏水中，一段时间大约3小时左右，我偏爱这个时间，去除杂质，最好抽干一下； 2.再用0.5mol/l的HCl溶液浸泡2小时，用去离子水洗净至PH中性，并抽干； 3.将抽干的纤维素再浸泡在0.5mol/l的NaOH溶液中2小时，用去离子水洗至中性，抽干。即可用了 对于用过的纤维素，可以重复利用多次，但需要经过再生处理后才可以使用。再生处理可先用高浓度NaCl (1－2 mol/L)过柱冲洗柱床，以除去DEAE－52阴离子交换纤维所吸附的成份。然后，再用0.5 mol/L的HCl和NaOH处理，处理方法与预处理完全相同。 DEAE－纤维素的处理及装柱 （1）处理 本实验采用的是DEAE－纤维素DE 52 是弱酸型阴离子交换剂，具体处理方法为：先将DE52阴离子交换剂干粉浸泡于蒸馏水中，去除杂质；再在0.5N的HCL溶液中浸泡1－2h,再用无离子水或蒸馏水洗至pH值中性或PH4以上，并将其在抽滤漏斗中抽干；将抽干的离子交换剂浸泡在0.5N的NaOH溶液中1－2h，再用无离子水或蒸馏水将其洗至中性。 （2）装柱 将层析柱清洗干净垂直固定到层析架上，加1/3体积的无离子水，打开下出液口，水流畅通，即刻将小烧杯中装有适宜浓度的柱材，轻轻倒入层析柱中，凝胶自然慢慢沉降再层析柱底部，凝胶沉积直到离层析柱上端1.5－2cm处，停止装柱。层析柱上端进液口连接恒流泵，下出口连接蛋白质监测仪，待层析柱的平衡。 （3）平衡 在柱层析上样前必须对层析柱进行平衡，所谓平衡就是将层析柱中的溶液用层析过程的缓冲液（洗脱液）置换出来，使层析柱中的缓冲系统与柱层析过程中的系统一致。其方法是：利用层析柱上端的恒流泵将平衡缓冲液泵入到层析柱内，打开层析柱下端的出口，平衡液流速在0.5-1ml/min，当下出口流出液的PH值与平衡缓冲液的PH值一致时，层析柱达到了平衡。在本实验中，用0.002M Tris-HCL缓冲液PH7.4(内含0.0001M EDTA)，预先将DE-52柱进行平衡。 DEAE—纤维素的活化 称取IgDEAE32或52，放入5ml量筒中，加蒸馏水浸泡过夜，观察溶胀后DEAE 的体积。根据所需层析柱的柱床体积计算所需DEAE的用量，称取所需DEAE用蒸馏水浸泡过夜，其间换几次水，每次除去细小颗粒。抽干，改用0.5ml/LNaOH溶液浸泡1h以上，抽干（可用布氏漏斗），用无离子水漂洗，使pH至8左右（用pH试纸检查）。再改用0.5ml/LHCl溶液浸泡1h以上，去酸溶液，用无离子水洗至pH6左右。本实验中在用前应以0.0175mol/L，pH6.7磷酸盐缓冲液，浸泡平衡后使用。 DEAE—纤维素的再生
DEAE-纤维素DE-52使用说明 DEAE-纤维素(52) 使用说明书 一简介 DEAE-纤维素，它采用平均粒径为50μm的颗粒型亲水高分子聚合物，表面又用大分子糖链接枝，使它有更高的比表面积和更好的生物兼容性，它在高流水下保持更高载量，同时又具有更好的分辨率。由于比表面积大，平衡和洗脱的时间也更短。它经过接枝即使是纯化病毒，质粒等超大分子的物质，载量基本保持不变。 本产品物理和化学稳定性好，使用寿命长，操作方便。 二、填料特征： 特点载量大，分辨率好，流速高，使用方便。 基质高度交联纤维素 配基二乙基氨基乙基 配基密度40μmol /ml 吸附载量180mg HSA/ml 填料的颗粒大小50μm 最大流速300cm/h pH范围3-10，在位清洗时pH范围可到2-11 化学稳定性各种缓冲液及盐，0.5M NaOH及醋酸，8M脲，6M盐酸胍， 乙醇，异丙醇等 物理稳定性0.1M中性缓冲液中，120℃30min 保存温度+4~30℃ 保存干粉,1g=3-4ml 三、应用的注意事项： 1) 色谱柱装填
1、所需要用到的材料的温度要与色谱操作的温度一样，液体最好做脱气处理。填料可直接称量需要的量用缓冲液溶涨一小时装柱即可. 2、在柱子下端加入20%乙醇，以除去柱子中的空气，关闭柱子出口，在柱内保留少量的20%乙醇。20%乙醇容易产生气泡，可以在里面加1%吐温避免气泡产生。也可以换成纯水装柱子，但是需要把填料中的20%乙醇也换成纯水，具体的方法取需要体积的填料在抽滤漏斗上进行，也可以小心倾去填料上的20%乙醇，再换成5倍体积的纯水，反复沉淀去上清，5次左右就可以用于装柱子。 3、此填料颗粒比较细，所以一定要注意柱子要选择合适的筛网，不能漏，也可以取点填料加到筛网上试试，如果没有问题再将填料连续倒入柱子时，要用玻璃棒的紧靠柱子内壁引流，以减少气泡的产生，让填料先自然沉降到填料体积不再变化，而填料和上面的液体很好分层，上层溶液完全澄清，就可以开泵用适当的流速压柱子，填料体积不再变化后，再把转换头紧顶在填料上就可以平衡柱子使用。使用的流速要小于装柱子的流速。 4、在装柱子前，填料从冰箱中取出至少要室温放置2-3个小时，这样避免装柱子时由于温度变化而使柱子中产生气泡。 2) 蛋白的结合 样品的盐浓度和pH要尽量和平衡柱子的缓冲液一致，盐浓度过高或者pH带低也许挂不上，所以要根据自己的样品做适当调整。 3) 蛋白的洗脱 这个填料如果采用线性梯度洗脱，柱子的直径和高度比最好是大于10，数值越大越有利于分离，而且样品最好别上太多，可以按约10mg/ml上样，如果采用阶段洗脱的方法，装短粗柱子就可以，上样量也没有限制。阶段洗脱容易放大，重复性好，如果洗脱条件好完全可以得到和线性梯度一样或者更好。采用什么方法完全根据自己需要。 四、再生清洗 1、每次用完最好用0.5MNaOH含2M NaCl洗5个床体积，再用水洗5个柱床体积，然后用20%乙醇保存，使用3-5次后在水洗之后再用70%的乙醇或30%异丙醇都含1%吐温洗5个柱床体积，最后20%的乙醇流洗5个柱床体积。 2、有机溶剂和水混合很容易产生气泡，为了避免这样情况，可以把配好的有机溶剂在室温放置过夜，再使用，这样可以避免气泡进柱子而导致柱子不能正常使用。
原理 采用范氏（Van Soest）的洗涤纤维分析法测定中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）原理: 植物性饲料经中性洗涤剂煮沸处理，不溶解的残渣为中性洗涤纤维，主要为细胞壁成分，其中包括半纤维素、纤维素、木质素和硅酸盐。植物性饲料经酸性洗涤剂处理，剩余的残渣为酸性洗涤纤维，其中包括纤维素、木质素和硅酸盐。酸性洗涤纤维经72%硫酸处理后的残渣为木质素和硅酸盐，从酸性洗涤纤维值中减去72%硫酸处理后的残渣为饲料的纤维素含量。将72%硫酸处理后的残渣灰化，在 灰化过程中逸出的部分为酸性洗涤木质素（ADL）的含量。 试剂的配制 中性洗涤剂（3%十二烷基硫酸钠）：准确称取18.6g乙二胺四乙酸二钠（EDTA，C10H14O8Na2?2H2O，分析纯）和6.8g硼酸钠（Na2B4O7?10H2O，分析纯）放入烧杯中，加入少量蒸馏水，加热溶解后， 再加入30g十二烷基硫酸钠（C12H25NaO4S，分析纯）和 10ml乙二醇乙醚（C4H10O2，分析纯）；再称取4.56 g无水磷酸氢二钠（Na2HPO4，分析纯）置于另一烧杯中，加入少量蒸馏水微微加热溶解后，倒入前一个烧杯中，在容量瓶中稀释至1000ml，其中pH 值约为6.9~7.1（pH值一般勿需调整）； 1N 硫酸：量取约27.87 ml浓硫酸（分析纯，比重1.84，98%），徐徐加入已装有500ml蒸馏水的烧杯中，冷却后注入1000ml容量瓶定容，标定；酸性洗涤剂（2%十六烷三甲基溴化铵）：称取20g十六烷三甲基溴化铵（CTAB，分析纯）溶于1000ml1N硫酸，必要时过滤； 中性洗涤纤维测定 准确称取1.0000g样品（通过40目筛）置于直筒烧杯中，加入100ml中性洗涤剂和数滴十氢化萘及0.5g无水亚硫酸钠。将烧杯套上冷凝装置于电炉上，在5~10min内煮沸，并持续保持微沸60min。煮沸完毕后，取下直筒烧杯，将烧杯中溶液倒入安装在抽滤瓶上的已知重量的玻璃坩埚中进行过滤，将烧杯中的残渣全部移入，并用沸水冲洗玻璃坩埚与残渣，直洗至滤液呈中性为止。用20ml丙酮冲洗二次，抽滤。将玻璃坩埚置于105℃烘箱中烘2h后，在干燥器中冷却30 min称重，直称至恒重。 酸性洗涤纤维测定 准确称取1.0000g样品（通过40目筛）置于直筒烧杯中，加入100 ml酸性洗涤剂和数滴十氢化萘及0.5g无水亚硫酸钠。将烧杯套上冷凝装置于电炉上，在5~10min内煮沸，并持续保持微沸60min。趁热用已知重量的玻璃坩埚抽滤，并用沸水反复冲洗玻璃坩埚及残渣至滤液呈中性为止。用少量丙酮冲洗残渣至抽下的丙酮液呈无色为止，并抽净丙酮。将玻璃坩埚置于105℃烘箱中烘2h后，在干燥器中冷却30 min称重，直称至恒重。 ?酸性洗涤木质素和酸不溶灰分（AIA）测定?????? 将酸性洗涤纤维加入72%硫酸，在20℃消化 3h后过滤，并冲洗至中性。消化过程中溶解部分为纤维素，不溶解的残渣为酸性洗涤木质素和酸不溶灰分，将残渣烘干并灼烧灰化后即可得出酸性洗涤木质素和酸不溶灰分的含量。 结果计算 中性洗涤纤维含量的计算：NDF（%）=（W1－W2）/ W×100 式中： W1—玻璃坩埚和NDF重（gW2—玻璃坩埚重（g） W—试样重（g） 酸性洗涤纤维含量的计算：ADF（%）=（G1－G2）/G×100 式中： G1—玻璃坩埚和ADF重（g） G2—玻璃坩埚重（g） W—试样重（g） 半纤维素含量的计算：半纤维素（%）=NDF（%）－ADF（%） 纤维素含量的计算：纤维素=ADF（%）－经72%硫酸处理后的残渣（%）
木质纤维素预处理技术 单独某一种预处理方法并非对任何原料都有较好的效果。目前的木质纤维素预处理方法有很多种，可分为物理法、化学法、物理化学法、分步组合法和生物法几大类。 1物理方法 物理方法预处理主要是增大比表面积、孔径，降低纤维素的结晶度和聚合度。常用的物理方法包括机械粉碎、机械挤出、高能辐射等[1]。 1.1机械粉碎 机械粉碎即将物料切碎、碾磨处理成10～30mm或0.2～2mm的颗粒，比表面积增高，结晶度、聚合度降低，可及度增加，有利于提高基质浓度和酶解效率，但不能去除木质素及半纤维素。 粉碎分为干粉碎、湿粉碎，包括球磨、盘磨、辊磨、锤磨、胶体磨、机械挤出等，胶体磨适用湿物料，而球磨对干、湿物料都适合。 由于粒径与能耗相关，经济性不高，效果单一，故粉碎常与其他方法相互补充[2]。研究表明，甘蔗渣、麦秆经球磨与盘磨粉碎后酶解率及乙醇得率均显著提高；经宽角X射线衍射分析，球磨主要通过降低结晶度改善酶解，而盘磨则主要依靠去纤维化。机械挤出是一种应用前景良好的预处理新技术，处理效果受到设备尺寸及参数的影响。物料通过挤出器时在热、混合和剪切作用下引起物理、化学性质的改变，依靠螺旋挤出转速及温度打破木质纤维结构，引发去纤维化、纤维化效应，缩短纤维长度，改善了酶对底物的可及性[1]。 1.2高能辐射 高能辐射是用高能射线如电子射线、γ射线对原料进行预处理，可使纤维素聚合度下降，降解为小纤维片段、寡葡聚糖甚至纤维二糖，使结构松散，打破纤维素晶体结构，增加反应活性。 采用γ射线辐照处理秸秆，可使纤维素酶解转化率提高至88.7%。KIM等[3]证明电子束照射确实能增加纤维素的酶解率：稻秆用80kGy、0.12mA、1MeV的电子束照射后酶解葡萄糖得率达52.1%，比直接酶解的22.6%增加近30%。 2化学方法 2.1酸预处理 酸法是研究得最早、最深入的化学预处理方法，分为低温浓酸法和高温稀酸法。低温浓酸(如72%H2SO4、41%HCl、100%TFA)处理效果通常优于高温稀酸，能溶解大部分纤维素和半纤维素，但是其毒性、腐蚀性及危害大，需要特殊的防腐反应器，酸回收难度较大，后期中和需消耗大量的碱，因此应用受到限制[2]。稀酸法是目前较常用而成熟的方法之一，生物质在较高温度(如140～190℃)和低浓度酸(如0.1%～1%硫酸)作用下，可实现较高的反应速率，半纤维素组分几乎100%除去，纤维素的平均聚合度下降，反应能力增大，酶水解率显著提高，但去除木质素不很有效。稀酸法因其效果好、污染少成为研究的热点并获得了较大进展，如美国国家可再生能源实验室(NREL)开发了比较成熟的稀硫酸预处理—酶解发酵工艺并建成了中试装置。稀酸法最大的缺点是产生副产物如甲酸、乙酸、糠醛、羟甲基糠醛、糖醛酸、己糖酸等，即影响酶解又抑制微生物生长和发酵。稀酸法可在较高温度(180℃)处理较短时间(5min)也可在较低温度(120℃)处理较长时间(30～90min)，温度和酸浓度越剧烈预处理效果越好，但抑制产物会增加。 CHEN等[4]提出“半纤维素/纤维素分离-分步发酵”(XCFSF)工艺路线，玉米芯经稀硫酸预处理后木糖得率为78.4%，纤维素回收率为96.81%，水解木糖和纤维素残渣酶解后的糖液发酵乙醇，酶解残渣同步糖化发酵(SSF)，最终将70.4%的半纤维素和89.77%的纤维素转化为乙醇。酸可以用硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、碳酸等无机酸，也可用乙酸、丙酸、草酸等有机酸。将蔗渣在高于160℃条件下经稀磷酸预处理，可有效水解半纤维素为单糖，且副反应少[5]。用80%乙酸、0.92%硝酸在120℃处理麦秆20min，81%的半纤维素和92%的木质素被水解或
主要分为甲基纤维素（MC)，羟丙基甲基纤维素(HPMC），羟乙基纤维素（HEC），羧甲基纤维素（CMC） 附：HPMC与MC、HEC、CMC的应用区别 HPMC和MC是两种不同的产品。 1、甲基纤维素（MC）分子式 将精制棉经碱处理后，以氯化甲烷作为醚化剂，经过一系列反应而制成纤维素醚。一般取代度为 1.6~2.0，取代度不同溶解性也有不同。属于非离子型纤维素醚。 （1）甲基纤维素可溶于冷水，热水溶解会遇到困难，其水溶液在pH=3~12范围内非常稳定。与淀粉、胍尔胶等以及许多表面活性剂相容性较好。当温度达到凝胶化温度时，会出现凝胶现象。 （2）甲基纤维素的保水性取决于其添加量、粘度、颗粒细度及溶解速度。一般添加量大，细度小，粘度大，则保水率高。其中添加量对保水率影响最大，粘度的高 低与保水率的高低不成正比关系。溶解速度主要取决于纤维素颗粒表面改性程度和颗粒细度。在以上几种纤维素醚中，甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素保水率较高。 （3）温度的变化会严重影响甲基纤维素的保水率。一般温度越高，保水性越差。如果砂浆温度超过40℃，甲基纤维素的保水性会明显变差，严重影响砂浆的施工性。 （4）甲基纤维素对砂浆的施工性和粘着性有明显影响。这里的“粘着性”是指工人涂抹工具与墙体基材之间感到的粘着力，即砂浆的剪切阻力。粘着性大，砂浆的剪切阻力大，工人在使用过程中所需要的力量也大，砂浆的施工性就差。在纤维素醚产品中甲基纤维素粘着力处于中等水平。 2、羟丙基甲基纤维素（HPMC）分子式为 羟丙基甲基纤维素是近年来产量、用量都在迅速增加的纤维素品种。是由精制棉经碱化处理后，用环氧丙烷和氯甲烷作为醚化剂，通过一系列反应而制成的非离子型纤维素混合醚。取代度一般为 1.2~2.0。其性质受甲氧基含量和羟丙基含量的比例不同，而有差别。 （1）羟丙基甲基纤维素易溶于冷水，热水溶解会遇到困难。但它在热水中的凝胶化温度要明显高于甲基纤维素。在冷水中的溶解情况，较甲基纤维素也有大的改善。 （2）羟丙基甲基纤维素的粘度与其分子量的大小有关，分子量大则粘度高。温度同样会影响其粘度，温度升高，粘度下降。但其粘度高温度的影响比甲基纤维素低。其溶液在室温下储存是稳定的。 （3）羟丙基甲基纤维素的保水性取决于其添加量、粘度等，其相同添量下的保水率高于甲基纤维素。 （4）羟丙基甲基纤维素对酸、碱具有稳定性，其水溶液在pH=2~12范围内非常稳定。苛性钠和石灰水，对其性能也没有太大影响，但碱能加快其溶解速度，并对粘度销有提高。羟丙基甲基纤维素对一般盐类具有稳定性，但盐溶液浓度高时，羟丙基甲基纤维素溶液粘度有增高的倾向。
一.结构 纤维素是一种重要的多糖，它是植物细胞支撑物质的材料,是自然界最非丰富的生物质资源。在我们的提取对象－农作物秸秆中的含量达到450－460g/kg。纤维素的结构确定为β-D-葡萄糖单元经β－（1→4）苷键连接而成的直链多聚 体，其结构中没有分支。纤维素的化学式：C 6H 10 O 5 化学结构的实验分子式为 （C 6H 10 O 5 ） n 早在20世纪20年代，就证明了纤维素由纯的脱水D-葡萄糖的重复 单元所组成，也已证明重复单元是纤维二糖。纤维素中碳、氢、氧三种元素的比例是：碳含量为％，氢含量为％，氧含量为％。一般认为纤维素分子约由8000～12000个左右的葡萄糖残基所构成。 O O O O O O O O O 1→4）苷键β-D-葡萄糖 纤维素分子的部分结构（碳上所连羟基和氢省略）二．天然纤维素的原料的特征 做为陆生植物的骨架材料，亿万年的长期历史进化使植物纤维具有非常强的自我保护功能。其三类主要成分－纤维素、半纤维素和木质素本身均为具有复杂空间结构的高分子化合物，它们相互结合形成复杂的超分子化合物，并进一步形成各种各样的植物细胞壁结构。纤维素分子规则排列、聚集成束，由此决定了细胞壁的构架，在纤丝构架之间充满了半纤维素和木质素。天然纤维素被有效利用的最大障碍是它被难以降解的木质素所包被。 纤维素和半纤维素或木质素分子之间的结合主要依赖于氢键，半纤维素和木质素之间除了氢键外还存在着化学健的结合，致使半纤维素和木质素之间的化学健结合主要在半纤维素分子支链上的半乳糖基和阿拉伯糖基与木质素之间。 表：植物细胞壁中纤维素、半纤维素、和木质素的结构和化学组成
项目纤维素木质素半纤维素 结构单元吡喃型D－葡萄 糖基G、S、H D-木糖、苷露糖、L-阿拉伯糖、 半乳糖、葡萄糖醛酸 结构单元间连接键β-1,4-糖苷键多种醚键和C-C 键，主要是 β-O-4型醚键 主链大多为β-1,4-糖苷键、 支链为 β-1,2-糖苷键、β-1,3-糖苷 键、β-1,6-糖苷键 聚合度几百到几万4000200以下 聚合物β-1,4-葡聚糖G木质素、GS木质 素、 GSH木质素木聚糖类、半乳糖葡萄糖苷露聚糖、葡萄糖甘露聚糖 结构由结晶区和无 定型区两相 组成立体线性 分子α不定型的、非均一 的、非线性 的三维立体聚合 物 有少量结晶区的空间结构不 均一的分子，大多为无定型 三类成分之间的连接氢键与半纤维素之间 有化学健作用 与木质素之间有化学健作用 天然纤维素原料除上述三大类组分外，尚含有少量的果胶、含氮化合物和无机物成分。天然纤维素原料不溶于水，也不溶于一般有机溶剂，在常温下，也不为稀酸和稀碱所溶解。 三．纤维素的分类 按照聚合度不同将纤维素划分为：α-纤维素、β-纤维素、γ-纤维素，据测α-纤维素的聚合度大于200、β-纤维素的聚合度为10～100、γ-纤维素的聚合度小于10。工业上常用α-纤维素含量表示纤维素的纯度。 综纤维素是指天然纤维素原料中的全部碳水化合物，即纤维素和半纤维素的总和。
1 废水情况介绍 1.1废水来源 纤维素醚生产过程中加入过量碱液进行醚化，又加入酸液进行中和，酸碱中和产生大量的钠盐类溶液，末端压滤固液分离段将含盐溶液排除，此外由于反应阶段投加一定量的可溶性有机溶剂，会随着压滤液排出，还有一部分纤维素由于压滤滤布的捕集效率不稳定而流失排出。 综上可知，纤维素醚废水污染源主要有盐类、可溶有机溶剂、微细纤维素等物质。 1.2 废水水质 生产初期的废水未经处理，由于蒸发和与其他单位排出的废水稀释后，污染浓度降低。经取样化验分析，水质情况如表1-1所示。 我们知道，氯离子在稀释过程中不会发生降解，院外的废水稀释倍数为34倍，而COD与BOD相应的稀释倍数为71倍和30倍，这就说明COD在盐度稀释之后有一定的生物降解，并且部分转化为BOD。 1.3 废水水量 经与厂家现场沟通，目前日产废水量为15m3,废水间歇排放。 2 工艺选定 2.1 物化试验过程 针对该废水的水质情况，结合高盐难降解的特性，初步选取“混
凝加沙沉淀+生化”的工艺路线。 混凝剂选择聚铁、聚铝、硅藻土和70目石英砂，定性试验发现聚铁混凝沉淀的出水效果感观较为透明，定量试验确定在320mg/L的投药量会出现泥水分离界面，下一步进行“硅藻土+聚铁”混凝试验，出水的COD测试结果见表2-1。 表2-1 纤维素废水物理试验水质情况 2.2 生化试验过程 采用云岗污水处理厂生化污泥，将纤维素废水进行生化试验，出水的COD测试结果见表2-2。 2.3 工艺确定 经上述试验可知，采用“加沙混凝沉淀+厌氧+好氧”可将纤维素废水处理达到出水COD mg/L。 3 工艺设计 3.1
纤维素纤维基本知识 一、概述 纤维素纤维如棉、苎麻、黄麻、大麻、蕉麻、剑麻、木棉及粘胶纤维、TENCEL纤维、铜氨纤维的主要组成物质为纤维素。除纤维素之外，还有各种伴生物质。 纤维素是一种多糖物质，主要是由很多葡萄糖剩基联结起来的线型大分子，分子式可写成（C6H10O5）n。通常认为纤维素是β-d-葡萄糖剩基彼此以1，4苷键联结而成的大分子，在结晶区内相邻的葡萄糖环相互倒置，糖环中的氢原子和羟基分布在糖环平面的两侧。纤维素的结构式中有以下几个特点： （1）纤维素分子中的葡萄糖剩基（不包括两端的）上有三个自由存在的羟基，其中2，3位上是两个仲醇基，6位上是一个伯醇基，它们具有一般醇基的特性； （2）在左端的葡萄糖剩基上都含有四个自由存在的羟基，但实际上在右端的剩基中含有一个潜在的醛基。按理纤维素也应具有还原性质，但是由于醛基数量甚少，所以还原性就不显著，然而会随着纤维素分子量的变小而逐渐明显起来。 二、纤维素的主要化学性质 人们在对纤维素分子结构有正确认识之前，由于广大劳动人民的实践，对纤维素的化学性质早已有了一定的了解，并能利用这些性能进行一些有关的加工。随着对纤维素分子结构，纤维的形态和超分子结构认识的不断加深，就更有利于人们自觉地去利用这些性能和掌握有关的加工过程。纤维的结构决定了纤维的性能，而纤维的性能则必然是纤维结构的反映，两者是紧密相联的。 1. 纤维素纤维进行化学反应的特征 从纤维素的分子结构来看，它至少可能进行下列两类化学反应：一类是与纤维素分子结构中联结葡萄糖剩基的苷键有关的化学反应。例如：强无机酸对纤维素的作用就属此类；另一类则是纤维素分子结构中葡萄糖剩基上的三个自由羟基有关的化学反应。例如对染料和水分的吸附、氧化、酯化、醚化、交链和接枝等。 从纤维素纤维的形态和超分子结构来看，在保持纤维状态下进行化学反应时，具有不均一的特征，染整加工中所进行的化学反应往往多属此类。产生这种反应不均一性的原因，除了由于纤维表面和内部与反应溶液接触先后不同以及试剂的扩散有关外，从根本上来说则是与纤维的形态和超分子结构的不均一性有关；其次则与反应介质的性能、试剂分子的大小和性能有关。纤维素分子在纤维中组成层、原纤、晶区和无定形区，或者说组成了侧序度高低不同区域，形成了特定的形态和超分子结构。不同的试剂在不同的介质中只能深入到纤维中某种侧序度以下的区域（称为可及区），而不能到达侧序度更高的区域（称为非可及区），以致造成各部分所发生的化学反应程度的不均一。 2. 吸湿和溶胀 在大气中，所谓干燥的纤维素纤维实际上并非绝对干燥的，而是吸附着一定的水分。纤维中水分的含量通常是采用吸湿率或回潮率以及含水率这两项指标表示的。若以D表示试样的绝对干燥重量，W为试样吸收水分的重量，则回潮率或吸湿率（R）和含水率（M）分别是纤维在大气中吸湿的多少，除了与纤维种类有关外，还与大气相对湿度和温度有关。例如棉纤维在相对湿度为65%，温度为20℃的标准状态下的吸湿率大约为7~8%。如果把比较干燥的纤维放置到比较潮湿的环境中去，经过一定时间后则纤维的吸湿率回增加到一定值，建立起动态平衡，这种现象称之为增湿；相反，把比较潮湿的纤维放置在比较干燥的环境中，则纤维的吸湿率会逐渐减小，直到建立起动态平衡，这种情况称之为脱湿滞后现象。纤维的增湿与脱湿的吸湿率并不相等，该现象称为吸湿滞后现象。 纤维的吸湿主要是发生在纤维的无定型区和晶区的表面。关于纤维的吸湿机理，通过研究，
微晶纤维素是一种白色、无臭、无味、多孔、易流动粉末，不溶于水、烯酸、氢氧化钠溶液及一般有机溶剂。聚合度约220，结晶度高。为高度多孔颗粒或粉末。 一、微晶纤维素主要有三大特性： 1、吸附性：为多孔性微细粉末，可以吸附其他物质如水、油及药物等。比表面积随无定形 区比例的增大而增大。 2、分散性：微晶纤维素在水中经剧烈搅拌，易于分散生成奶油般的凝胶体。胶态微晶纤维 素因含有亲水性分散剂，在水中能形成稳定的悬浮液，程不透明的“奶油”状或凝胶状。 3、反应性能：在稀碱液中少部分溶解，大部分膨化，表现出较高的反应性能。 二、微晶纤维素在国内应用领域： 1、医药卫生：①微晶纤维素分子之间存在氢键，受压时氢键缔合，故具有高度的可压性， 常被用作于粘合剂；压制的片剂遇到液体后，水分迅速进入含有微晶纤维素的片剂内部，氢键即刻断裂，因此可做为崩解剂。此外微晶纤维素的密度较低，比溶剂较大，粒度分布较宽，又常被用作稀释剂。②医药行业中MCC主要被用在两个方面，一是利用他在水中强搅拌下易于形成凝胶的特性，用于制备膏状或悬浮状类药物；二是利用其成型作用，而用于医用压片的赋形剂。目前医药行业中压片赋形剂可分为两类，一是传统方法使用淀粉赋形剂；第二类是利用新型的纤维素赋形剂。使用淀粉的工艺必须经过造粒阶段，而使用MCC则因为其流动性好，本身具有一定的粘合性直接压片，因此能工艺简化，生产效率得以提高，例外使用MCC还有服用后崩解效果好、药效快、分散好等优点，因此使用MCC在压片赋形剂上得以广泛推广应用。 2、微晶纤维素在食品工业领域的应用：
微晶纤维素作为食品添加剂的主要作用有：泡沫稳定性；高温稳定性；液体的胶化剂； 悬浮剂；乳化稳定性等。其中乳化稳定性是微晶纤维素在食品工业领域最主要的功能。 3、微晶纤维素在轻工化工领域的应用： ①陶瓷业：陶瓷厂在陶土中添加微晶纤维素，不仅能增湿坯强度，提高半成品率，而 且焙烧时烧除微晶纤维质使陶瓷具有质轻透明的特色。 ②玻璃业：微晶纤维素胶液能在玻璃表面形成极黏的膜涂层，能为玻璃纤维提供纤维 素的表层，使其能用一般的纺织机器加工。 ③涂料业：在涂料中添加微晶纤维素，能使涂料具有触变性，以控制涂料的粘度、流 动性及涂刷性能。 4、微晶纤维素在日常化学工业中的应用： ①某些等级的微晶纤维素用于化妆及皮肤护理品的制造，甚至包含尿素这样难以掺和 的配料，同起耐热稳定剂的作用。 ②微晶纤维素与细砂、高岭土等混合，可制成含磨料的卫浴、厨房及手部皮肤的清洁 剂。 ③将微晶纤维素与羧甲基纤维素钠盐、有机物及水混合，可制成服装洗涤过程的保护 性胶体。 三、医药行业中微晶纤维素用于粉末直接压片的特点： ①可以使易吸潮的药物（土霉素、食母生、酵母片等）避免湿热的阴影，克服粘冲、 劣片的现象，有利于提高片剂的质量。
?论文与综述? 半纤维素提取技术及综合利用研究进展 张伯坤,张美云,李金宝 (陕西科技大学,陕西西安710021) [摘 要] 半纤维素是生物质的重要组成成分,综合利用潜力大,可以将其转化为高附加值、多元化的 产品。概述了半纤维素的提取技术及其综合利用研究进展,同时提出了对其综合利用的难点和解决建议。 [关键词] 半纤维素;生物质;综合利用 随着我国经济的持续快速发展,对能源的需求也日益增加,而石油和天然气等常规能源的储量已日益减少,并且在其利用的过程中造成了严重的环境污染,寻找新的替代能源成为21世纪最为紧迫的任务[1]。目前,我国在大力地开发生物质资源,而鉴于造纸工业的特点,可以将造纸工业与生物质精炼结合起来,这样做无疑可以使造纸企业得到多赢。例如:在传统的碱法制浆过程中,占木材原料质量约20%的半纤维素会溶解而进入制浆黑液,这些黑液 通常是通过碱回收系统被燃烧发电等。但其中半纤 维素的热值比较低,如果将这些半纤维素转化为新的生物质产品如乙醇、聚合物等,则可以大大提高其附加值[2]。因此,在制浆造纸工业中可采取蒸煮之前预抽提的方式,将预抽提出来的半纤维素通过多种方式进行综合利用。1 半纤维素提取 传统化学法制浆一般是直接处理原料,原料中的生物质尤其是半纤维素大部分进入制浆废液而被浪费掉,忽略了半纤维素作为生物质资源的潜在价值。例如:半纤维素可以通过水解发酵生产燃料乙醇,也可以用作造纸助剂等。因此,可以考虑在制浆工段之前采用条件比较温和的预处理方法分离出纤维原料中的一部分半纤维素,然后将此半纤维素水解发酵制得乙醇或直接提取乙酸等化学品。尽管人们研究了多种预处理的方法,如生物法、化学法、物理法等,但是预处理的研究还有待进一步加强,因为现在的预处理方法成本缺乏优势,与化工燃料相比, 收稿日期:2009-04-09基金项目:陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项(2008ZD KG -43)资助项目。 优势不明显1.1 高温液态水预处理提取半纤维素 热抽提半纤维素的方法主要有两种,分别是微波辐射法和水蒸汽法。Alexandra [3]等人研究了从大麦壳中抽提水溶性的半纤维素,研究表明,相对其他抽提方法而言,水蒸气抽提更具有潜力,因为水蒸气抽提工艺条件温和,使用化学品减少,从而降低了对环境的影响。相比碱法而言,这种抽提方法的优势在于,半纤维素的破坏程度小,无论是低聚阿拉伯基木聚糖,还是多聚阿拉伯基木聚糖,其乙酰基团没有受到破坏,从而保证了半纤维素的多种用途,比如通过化学改性,增加半纤维素的疏水性,开发新材料。Alexandra [4]等研究了在微波条件下用高温液态水提取半纤维素,研究发现提高温度可以提高半纤维素的提取率,但同时多聚糖的分子量变小,半纤维素受到破坏程度提高。1.2 弱酸或弱碱提取半纤维素 半纤维素在酸性条件下容易降解,但是在弱酸介质条件下,只要控制好酸解温度、时间和浓度,不仅大部分半纤维素可以抽提出来,而且纤维素受到的影响不大,这为半纤维素的综合利用创造了有利条件。如在温和的温度条件下,Charles [5]等人用稀硫酸(约0.5%～1.0%)有效地从玉米秆中抽提出并回收大部分半纤维素,回收的形式为可溶的糖类,如果采用氨水来控制预处理液的p H ,同时加入少量Ca (O H )2,预处理效果更好,并且预处理条件也会更加温和。与上面的高温液态水处理相比,稀酸预处理提高了半纤维素的得率,但预处理的成本增加。曹邦威[6]等在对制浆造纸产业模式转变的思考中提出:在制浆前先从木片中抽提出半纤维素,再转化成乙醇和糖基聚合物。在碱法制浆前,先用温度 — 21— 2009年 第3期 《黑 龙 江 造 纸》