甘蔗渣KP法蒸煮时脱木质素纤维形态区域化学

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》第161页（1762字）

蔗渣试样以及蔗渣在KP法不同温度条件下取得的试样，先羟溴染色，基于溴计数与纤维细胞各形态区的木质素分布密度成正比关系，因而采用带能谱的扫描电镜，通过扫描电镜能谱测定蔗渣以及蔗渣在KP法不同温度条件下取得的试样纤维横切面各形态区溴计数，从而计算出蔗渣各个形态区在蒸煮过程中木质素密度的下降幅度，这种下降幅度类似脱木质素率，但不相同，因为前者是质的变化，后者为量的变化。

蔗渣KP法蒸煮过程中纤维细胞角隅、复合胞间层以及次生壁中木质素密度累积下降幅度如表4－4－2和图4－4－2。

表4－4－2 蔗渣硫酸盐蒸煮过程中纤维主要部位的脱木质素率

图4－4－2 蔗渣硫酸盐法蒸煮过程中纤维主要部位的脱木质素情况

按Br计数，蔗渣纤维细胞角隅为3041，复合胞间层为2506，次生壁为1537，这就意味着细胞角隅木质素密度为次生壁的1．98倍，而复合胞间层木质素密度为次生壁的1．63倍，当蒸煮温度上升到90℃时，细胞角隅、复合胞间层和次生壁的木质素密度下降幅度分别为62．61%、66．96%和70．85%，即细胞角隅木质素的密度下降幅度为次生壁的0．88倍，而复合胞间层木质素的密度下降幅度为次生壁的0．95倍，这就说明无论哪一个形态区，都含有大量的碱易溶木质素在此低温条件下溶出。当温度上升到110℃时，细胞角隅、复合胞间层和次生壁的木质素密度下降幅度分别为74．61%、78．01%和74．69%，其比例为1∶1．04∶1，彼此没有什么差别；但就90～110℃区间而论，木质素密度下降幅度分别为12%、11．05%和3．84%，其比例分别为3．13∶2．28∶1，却有明显差别，其主要原因，可能由大量酯键裂开而引起的，因酯键的多少，与木质素的密度相关。当温度上升到120℃，细胞角隅、复合胞间层与次生壁的木质素密度的下降幅度分别为82．24%、84．44%和80．29%，其比例1．02∶1．05∶1，这说明彼此有差别，但不明显；但就110～120℃区间而论，木质素密度下降幅度分别为7．63%、6．43%和5．6%，其比例为1．36∶1．15∶1，却有较明显的差别，说明在此温度区间木质素的密度下降幅度细胞角隅＞复合胞间层＞次生壁，此时纤维开始分散。当温度上升到130℃时，细胞角隅、复合胞间层和次生壁的木质素密度下降幅度分别为90．13%、89．82%和84．97%，其比例为1．06∶1．06∶1，说明有差别，但不明显。就120～130℃区间而论，其木质素密度下降幅度分别为7．89%、5．38%和4．68%，其比例为1．69∶1．15∶1，可见差别明显。说明在此温度区间木质素密度的下降幅度仍然细胞角隅＞复合胞间层＞次生壁，此时纤维较好分散。当温度上升到140℃时，细胞角隅，复合胞间层和次生壁的木质素密度下降幅度分别为95．57%，95．33%和86．68%，其比例为1．10∶1．10∶1，差别显着；就130～140℃区间而论，木质素密度的下降幅度分别为5．46%、5．51%和1．89%，其比例为2．89∶2．92∶1，说明在此温度区间内，细胞角隅和复合胞间层木质素的下降幅度几乎相当次生壁的3倍，此时纤维完全分散成浆。

蔗渣在KP法蒸煮过程中局部化学研究表明：

①碱易溶木质素是构成蔗渣主要组成，也是分别构成细胞角隅，复合胞间层以及次生壁木质素的主要组成，因而在90℃温度下，脱木质素率可达70%以上，这是蔗渣易于蒸煮的重要原因；

②从90～110℃、110～120℃、120～130℃、130～140℃温度之间细胞角隅、复合胞间层和次生壁木质素下降幅度的比例分别为3．13∶2．88∶1，7．36∶1．15∶1，1．69∶1．15∶1，1．10∶1．10∶1和2．89∶2．92∶1，是导致蔗渣纤维易于解离的主要原因。