CO2超临界萃取法优化稻草与毛竹脱木质素工艺

本研究论文深入探讨了稻草和毛竹的CO2超临界流体萃取技术在脱木质素过程中的应用及其影响因素。作者采用了一种先进的提取方法，即超临界二氧化碳（CO2）萃取技术，这是一种环保且高效的生物质处理方式，旨在减少这两种植物原料中木质素的含量，提高其纤维素质量。 在实验设计中，通过正交试验法对温度、压力和时间三个关键参数进行了细致的优化，以评估它们对脱木质素率和综纤维素含量的影响。结果显示，随着温度的升高、压力增大和萃取时间延长，稻草和毛竹的脱木质素效率显著提升，而纤维素含量则相应下降。这表明超临界CO2能够有效地溶解木质素，使纤维素得以分离出来，这对于生物质能源和造纸工业具有重要意义。 研究还利用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）对萃取液的成分进行了深入分析，揭示了萃取液中主要含有纤维素结构相关的五元环、烷氧基醇和脂肪酸，以及木质素结构单元的降解产物，这些化合物的变化与脱木质素条件紧密相关。这不仅提供了对萃取过程的深入了解，也为后续的精细化工产品开发提供了可能。 最后，透射电镜-能谱联用技术（TEM-EDX）被用来观察和比较了萃取前后稻草和毛竹材料中木质素分布的超微结构变化。结果显示，经过CO2超临界萃取，稻草和毛竹的细胞壁结构发生了显著变化：在160℃、16MPa、60分钟的条件下，稻草细胞壁的分层现象减弱；而在200℃、16MPa、60分钟的条件下，毛竹细胞壁的胞间层和细胞角隅中的木质素几乎完全被溶解。 这篇论文不仅阐述了CO2超临界流体萃取技术在脱木质素上的实际应用，而且还提供了关键工艺参数的选择依据，对于改进生物质资源的利用、降低能耗和减少环境污染具有重要的理论价值和实践指导意义。