超声波预处理下的稀酸－球磨系统降解桦木木屑＊

袁 丽，陈 鼎，廖红东，朱咏华，刘选明，陈振华†

（1.湖南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 410082；2.湖南大学 生物学院，湖南 长沙 410082）

桦木是中国东北部广泛种植的经济树种，由44.7% 的纤维素，25.1% 的半纤维素，20.6% 的木质素，9.6%的灰分组成.其中纤维素和半纤维素可用于生产发酵糖，进而通过生物发酵技术生成乙醇.而木质素是一类以苯丙烷及其衍生物构成的高分子芳香族化合物，它在木屑中充当填充剂和胶粘剂，严重阻碍了木质纤维素的利用[1].因此，木屑类废弃物生产燃料乙醇的关键技术之一是要尽可能地除去木质素或破坏木质素的胶粘作用，提高纤维素和半纤维素的糖化率[2].

对木质纤维素原料进行物理的、化学的、生物的预处理可以破坏纤维素的晶体结构，去除木质素，提高水解液的还原糖产率.其中机械球磨法是对木质纤维素原料进行球磨粉碎处理，可以使材料产生大量的新鲜表面，并能使纤维素晶体的结晶度降低，从而使物料水溶性组成成分增加[3].工业上一般采用稀硫酸对天然木质纤维素进行水解.可以为高温（170～210℃）短时间处理[4]，也可以为低温（100～120℃）长时间（30～90min）处理[5]，需要高温、高压过程，水解条件苛刻且高温水解液副产物多.如果反应过程可以在常温常压下进行，则将会大大降低副产物的生成[6].目前超声在生物化学、有机合成、高聚物化学、分析化学各领域的研究中非常活跃[7].Hung的研究指出超声波对纤维的细胞壁能够产生位移、变形、细纤维化作用等……