1. 研究目的与意义
随着资源、能源和环境问题的日益严重，全球都掀起生物质精炼的热潮，主要是想利用丰富、可再生的生物质资源，逐步取代传统的化石资源（煤、石油、天然气），制备生物燃料（生物乙醇、生物丁醇等）及高附加值的化学品。地球上有大量的木质纤维素类生物质，制浆造纸产业是这类资源的主要利用者之一。然而，传统的制浆造纸仅仅是对部分半纤维素和纤维素的利用，大量的半纤维素都随造纸黑液进入碱回收系统，回收能量，这是对半纤维素的低值利用，是对生物质资源的浪费。因此，以制浆造纸为平台的生物质精炼厂将是今后制浆造纸产业的发展方向。
溶解浆主要是用来生产粘胶纤维，粘胶纤维有类似于天然纤维的特点，在全球的需求量急速增加，从而也增加了溶解浆的生产量。基于生物质精炼的原则，在硫酸盐法蒸煮前加一段热水预水解的过程，抽出原料中的半纤维素，对其进行浓缩发酵制备乙醇等物质；水解后的原料通过蒸煮漂白等工艺制备溶解浆。
本课题采用预水解硫酸盐法制备巴西桉木溶解浆，并且对预水解过程中抽出的半纤维素进行分析利用。一方面，制得了符合质量标准的溶解浆，弥补针叶木制备溶解浆的空缺，为工厂的生产实践提供参考；另一方面，对原料及水解液碳水化合物进行分析，探讨预水解过程中，碳水化合物的降解规律，为以后的发酵过程做准备。
2. 国内外研究现状分析
在国内，溶解浆的制备研究已经有了很多。陈艳希等分别对毛竹、麻竹和绿竹预水解硫酸盐法的工艺进行了大量的研究，得出了毛竹最佳工艺条件为：水预水解液比1:4、最高温度170℃，保温时间90min；硫酸盐蒸煮液比1:4、用碱量23%(Na2O计)、硫化度23%、温度170℃、时间120min，得到戊聚糖含量5.04%，卡伯值6.24，甲纤含量92.45%，灰分0.25%，粘度16.57mPa.s的浆料。章伟等对酸预水解两道中温硫酸盐蒸煮工艺进行了研究，最终制得的未漂竹浆粕白度为41.17%ISO，聚合度1344。李海明等以混合阔叶木(枫木:杨木:桦木为7:2:1)为原料，对热水预水解过程中半纤维素的脱除进行了研究，结果表明，170℃下最适合脱除半纤维素，相对较少的木糖转化为糠醛，而且大约41%的木糖被脱除。宋晓峰等研究了预水解硫酸盐法制备再生竹纤维浆粕的方法，分析了预水解硫酸盐蒸煮原理，简要介绍了多段漂白工艺并测试了成品的质量指标，得到了成品甲纤含量97%，灰分0.16%的浆料。胡可信等对芦苇预水解硫酸盐法试制人纤浆粕的最佳工艺条件及动力学进行了研究，蒸煮后浆料经CEHA四段漂白后，浆料的各项指标符合要求。马彩霞等研究了漆酶对木浆粕的处理效果，结果表明经漆酶处理后，木浆粕的甲纤含量由原来的83.2%提高到89.2%。
在国外，印度的S.M.米特拉对竹浆粕也进行了研究，浆粕得率大约35%，过滤性能大约为山毛榉的一半，是桉树和南方松的四分之一，树脂含量很低。PaiceM.G.等在1984年为了得到适合改性的溶解级浆粕，采用木聚糖酶以除去浆料的半纤维素，开创了酶助漂的历史。Senier等利用木聚糖酶对漂后硫酸盐硬木浆进行处理，结果发现戊聚糖含量降低了54%。CarlosVila研究了榉木在不同条件下的盐酸催化醋酸介质中预处理后并采用TCF漂白流程制备浆粕，结果表明最优条件下预处理后的浆料经EOQPaaP漂白，浆粕白度可达到89%ISO，戊聚糖含量降低到4.4%。DavidIbarra等研究了不同原料对制备浆粕的影响，采用酶处理及冷碱化学处理以除去半纤维素并提高浆料反应性能BayaBouiri等进行了针叶材制备溶解浆的研究，结果表明原料经预水解及无元素氯漂白DEDP，可获得符合质量指标的浆粕。Kaisuleppanen等在温度为120~240℃下，对挪威杉木半纤维素热水预抽提工艺进行了研究，结果发现在120~160℃之间，少量的半纤维素被抽提出来，当温度高于160℃时，半纤维素溶出，而且在温度240℃时，纤维素发生了部分降解。A.VanHeiningen等对南方混合阔叶木中纤维素、半纤维素和木素三种主要成分在130~170℃下的溶解曲线做了系统的研究，研究发现温度高于150℃时，木聚糖是抽提物中主要成分，温度高于160℃有少量的糠醛和羟甲基糠醛产生，而在160℃下绝大部分阿拉伯糖和半乳糖从木片中脱除。
3. 研究的基本内容与计划
研究计划：
本课题采用热水预水解硫酸盐法来生产溶解浆，研究的问题主要包括两方面：一是要制备粘胶级巴西桉木溶解浆，二是探讨预水解过程中巴西桉木碳水化合物的降解规律研究内容主要有以下几个方面：
（1）巴西桉木预水解工艺。在不同预水解时间及温度下，探讨巴西桉木碳水化合物降解规律，及巴西桉木化学组成的变化情况，从而确定预水解时间和温度。
