简述化学法制浆蒸煮过程中影响脱木素选择性的因素

简述化学法制浆蒸煮过程中影响脱木素选择性的因素

蒸煮的主要目的是尽可能多的脱除木素的同时减少碳水化合物受损伤。本文将介绍蒸煮过程中影响脱木素选择性的因素。1、氢氧化物和硫氢化物浓度蒸煮过程中木素的硫化、降解和缩合三种反应取决于蒸煮的工艺条件，高的碱液浓度利于木素的降解，高的硫化度可减少木素的缩合。在初始脱木素阶段，无论氢氧化物浓度还是硫氢化物浓度，对脱木素速率都没有影响。在大量脱木素阶段(木材蒸煮脱木素的主要阶段)OH-浓度对脱木素速率的影响较大，HS-对脱木素速率的影响较小。在残余脱木素阶段，脱木素的速率主要受OH-浓度控制。整个蒸煮过程中,较低的OH-浓度给聚糖类物质提供了比较温和的化学环境，免受OH-攻击发生大量的降解，减少碳水化合物链断裂。同时又不影响木素降解的进行，增加了蒸煮的选择性。硫氢化物的浓度仅仅影响木素脱除的速率，较高的硫氢化物浓度增加了木素脱除的速率，而对碳水化合物的降解没有什么影响。从而使蒸煮反应的选择性提高。2、溶出的木素和钠离子降低蒸煮液中溶解的木素浓度和钠离子浓度不但可以提高脱木素速率，而且对碳水化合物的降解没有影响。蒸煮液中溶解木素的含量增大时，会阻碍木素的脱除。在一定程度上来说，蒸煮过程中的木素降解反应是一个可逆的过程，木素降解产物在碱性条件下会发生缩合反应。因此，在蒸煮过程中保持较低的溶解木素浓度，减少了木素的缩合，增加了蒸煮液中纤维细胞壁表面之间的浓度梯度，有利于木素降解产物的扩散溶出，因而能提高蒸煮的选择性。3、木素的记忆效果所谓“记忆效应”是指脱木素的速率与蒸煮前期的工艺条件有关。例如增加蒸煮第一阶段的硫氢根离子浓度并不影响该段的脱木素速率，但却能增加第二段使用新鲜的较低硫氢根离子浓度药液时的脱木素速率。初始脱木素阶段的蒸煮条件会影响到残余木素脱除阶段的脱木素速率，甚至会影响到纸浆的可漂性。4、蒸煮温度随着蒸煮温度的提高，碳水化合物分子链断裂速率增加的幅度大于木素脱除速率增大的幅度。因此生产实际中在满足脱除木素需要的条件下，采用尽可能低的蒸煮温度，可以减缓碳水化合物的降解，提高蒸煮的选择性。5、易溶木素初始脱木素阶段溶出的木素反应活性大，可能会在后续的蒸煮中产生缩合，因此，如果能使这阶段溶出的木素移出反应系统，将会减少木素的缩合，有利于蒸煮和深度脱木素。通过动力学研究把初始脱木素阶段控制在黑液预处理阶段，将会减少活性木素的后续缩合，有利于深度脱木素的进行。除此之外，硫化物、黑液的成分等因素都对脱木素选择性有影响。