预水解液回用

1. 预处理常用的方法有哪些

1、浸提法：

浸提法又称浸泡法。用于从固体混合物或有机体中提取某种物质，所采用的提取剂，应既能大量溶解被提取的物质，又要不破坏被提取物质的性质。

2、溶剂萃取法：

溶剂萃取法用于从溶液中提取某一组分，利用该组分在两种互不相溶的试剂中分配系数的不同，使其从一种溶液中转移至另一种溶剂中，从而与其他组分分离，达到分离和富集的目的。

3、盐析法

向溶液中加入某种无机盐，使溶质在原溶剂中的溶解度大大降低，而从溶液中沉淀析出，这种方法叫做盐析。如在蛋白质溶液中加入大量的盐类(硫酸铵)，特别是加入重金属盐，使蛋白质从溶液中沉淀出来。

4、萃取法

萃取是利用相似相溶原理，通过系统中不同组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作，根据所提取的组分的不同，可分为浸提法（固—液萃取法）和萃取法（液—液萃取法）。萃取法（液—液萃取法）：利用被提取组分在互不相溶的两溶剂中分配系数不同而达到分离。

5、减压浓缩法

有些待测组分对热不稳定，在较高温度下容易分解，采用减压浓缩，降低了溶剂的沸点，既可迅速浓缩至所需体积，又可避免被测物分解。

常用的减压浓缩装置为全玻减压浓缩器，又称K-D浓缩器，这种仪器是一种常用的减压蒸馏装置，此法具有浓缩温度低、速度快、损失少以及容易控制所需要体积的特点，适合对热不稳定被测物提取液的浓缩，特别适用于农药残留分析中样品溶液的浓缩。此外，还可用作溶剂的净化蒸馏之用。

2. 为何要对发酵液进行预处理预处理发酵液的方法有哪些

涉及知识点既电离水解胶体
程：壳聚糖机絮凝剂发酵液些带电荷亲水基团静电引力高聚合物都能吸附壳聚糖表面产架桥连接粗絮团

.

3. 求步骤。生物化学 大肠杆菌糖原的样品25mg，用2ml1mol/LH2SO4水解。水解液中和后，再

先算出溶液中葡萄糖的重量23.5mg，然后每生成一分子葡萄糖单体都需要一分子水的加入，也就是说从糖原本身来的葡萄糖重量应该是23.5*（180-18）/180=21.15mg，就是糖原的重量，再除以样品总量25mg，等于84.6%。我觉得应该是这样的吧

4. 纤维D是什么意思

中文名称：半纤维素 英文名称：hemicellulose 定义1：植物细胞壁中与纤维素紧密结合的几种不同类型多糖混合物。包括木聚糖、木葡聚糖和半乳葡萄甘露聚糖等。 所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；糖类（二级学科） 定义2：植物细胞壁中与纤维素紧密结合的几种不同类型多糖混合物。包括木聚糖、木葡聚糖和半乳葡萄甘露聚糖等。 所属学科：细胞生物学（一级学科）；细胞结构与细胞外基质（二级学科）
半纤维素(hemicellulose)：是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体，这些糖是五碳糖和六碳糖，包括木糖、阿伯糖、甘露糖和半乳糖等。半纤维素木聚糖在木质组织中占总量的50%，它结合在纤维素微纤维的表面，并且相互连接，这些纤维构成了坚硬的细胞相互连接的网络。

植物细胞壁构成纤维素小纤维间的间质凝胶的多糖群中除去果胶质以外的物质，是构成初生壁的主要成分。包括葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖和半乳糖等，单糖聚合体间分别以共价键、氢键、醚键和酯键连接，他们与伸展蛋白、其他结构蛋白、壁酶、纤维素和果胶等构成具有一定硬度和弹性的细胞壁，因而呈现稳定的化学结构。原来是从总纤维素中
以17.5％NaOH以至24％KOH提取出来的多糖成分的总称，而没有相应的特定的化学结构。碱提取液用醋酸中和沉淀的部分是半纤维素A，上清液用乙醇沉淀的部分是半纤维素B。作为重要的多糖除木聚糖、葡聚糖、阿拉伯木聚糖、葡萄甘露聚糖、阿拉伯半乳聚糖等中性多糖外。
编辑本段亲水性
半纤维素具有亲水性能，这将造成细胞壁的润胀，可赋予纤维弹性。在纸页成型过程中有利于纤维构造和纤维间的结合力。因此，半纤维素的加入影响了表面纤维的吸附 ，对纸张强度有影响。纸浆中保留或加入半纤维素有利于打浆，这是因为半纤维素比纤维素更容易水化润胀，半纤维素吸附到纤维素上，增加了纤维的润胀和弹性，使纤维精磨而不是被切断，因此能够降低打浆能耗，得到理想的纸浆强度。
编辑本段组成
总述
半纤维素(hemicellulose)：指在植物细胞壁中与纤维素共生、可溶于碱溶液，遇酸后远较纤维素易于水解的那部分植物多糖。一种植物往往含有几种由两或三种糖基构成的半纤维素，其化学结构各不相同。树茎、树枝、树根和树皮的半纤维素含量和组成也不同。因此，半纤维素是一类物质的名称。 构成半纤维素的糖基主要有D-木糖、D-甘露糖、D－葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖、4-氧甲基-D-葡萄糖醛酸及少量L-鼠李糖、L-岩藻糖等。半纤维素主要分为三类，即聚木糖类、聚葡萄甘露糖类和聚半乳糖葡萄甘露糖类。
聚木糖类
是以1,4-β-D－吡喃型木糖构成主链，以4－氧甲基－吡喃型葡萄糖醛酸为支链的多糖,其结构如下： 聚木糖结构
式中Xβ为β-D-吡喃型木糖基；(H3CO)4GA为4-氧甲基-吡喃型葡萄糖醛酸基；阔叶材的A和B都是氧乙酰基；针叶材的A为α-L-呋喃型阿拉伯糖，B为羟基。 阔叶材与禾本科草类的半纤维素主要是这类多糖，在禾本科半纤维素的多糖中,往往还含有L－呋喃型阿拉伯糖基作为支链连接在聚木糖主链上。支链多少因植物不同而异。
聚葡萄甘露糖类
是由 D－吡喃型葡萄糖基和吡喃型甘露糖基以1,4-β型连接成主链。另一类聚半乳糖葡萄甘露糖类则还有 D－吡喃型半乳糖基用支链的形式以1,6-α型连接到此主链上的若干D-吡喃型甘露糖基和D－吡喃型葡萄糖基上，它们的结构如下： 聚葡萄甘露糖结构
式中Gβ为β-D－吡喃型葡萄糖基；Mβ为β-D－吡喃型甘露糖基；阔叶材的A和B都是羟基；针叶材的A为α-D－吡喃型半乳糖基，B为氧乙酰基。 针叶材的半纤维素以聚半乳糖葡萄甘露糖类为主。主链上的葡萄糖基与甘露糖基的分子比也因木材种类不同而在1:1到1:2之间变动。大多数木材半纤维素的平均聚合度只有200。
复合体
半纤维素与纤维素间无化学键合，相互间有氢键和范德瓦耳斯力存在。 半纤维素与木素之间可能以苯甲基醚的形式连接起来，形成木素－碳水化合物的复合体，例如： 碳水化合物的复合体

编辑本段来源
半纤维素广泛存在于植物中，针叶材含15％～20％,阔叶材和禾本科草类含15％～35％,但其分布因植物种属、成熟程度、早晚材、细胞类型及其形态学部位的不同而有很大差异。例如针叶材的主要半纤维素是聚半乳糖葡萄甘露糖类，而阔叶材和禾本科草类的却是聚木糖类；针、阔叶材的射线细胞比管胞细胞和纤维细胞含较多的聚木糖类；在针叶材细胞次生壁的中层，聚木糖类含量最低，在次生壁外和内层却较高，而聚半乳糖葡萄甘露糖类的分布则恰恰相反。 任何植物原料的化学制浆工业处理中，在脱木素的同时半纤维素也会发生酸性水解或碱性水解、剥皮反应和氧化反应等，虽然蒸煮溶出的半纤维素又可再沉积吸附于纸浆上，但仍将损失一定数量，而残留的半纤维素对纸浆的性质影响很大，它可增进纸浆的抗拉强度、弹性模数和透明度等，但对撕裂强度无影响。在制纤维素衍生物用浆时则须尽量除去半纤维素。
编辑本段应用
半纤维素的工业利用正在开发，制浆废液可制酵母，酵母又可抽提出10％的核糖核酸，再衍生为肌苷单磷酸酯和鸟苷单磷酸酯，可用作调味剂、抗癌剂或抗病毒剂等。林产化学品法是先用有机酸使纤维原料预水解，水解残渣仍可制浆，质量可与未预水解的浆相媲美，而从水解液可分离出戊糖和己糖组分，所得木糖经处理后制成木糖醇，可作增甜剂、增塑剂、表面活性剂；木糖酸可作胶粘剂；聚木糖硫酸酯可作抗凝血剂。 高能酒精
半纤维素糖类发酵酒精是利用生物技术，由可再生的植物纤维原料制取酒精，一直是国际关注的研究热点. 本项目以玉米棒芯为原料，经稀酸水解将半纤维转化为戊糖，进一步发酵为酒精。其总体水平为中国首创，国际先进。此项技术的中试成功将对中国酒精工业的发展起到积极的推动作用，对于解决人类将面临的能源危机、粮食紧缺及环境污染等问题均具有重大的意义。
编辑本段对卷烟影响
半纤维素是木浆的主要成分之一，与均由1，4－β糖苷键连接的葡萄糖组成的纤维素不同，半纤维素由各种碳水化合物以及戊糖和已糖组成。此外，单糖之间的连接方式也有很大的不同。 烟
本研究的目的是探讨各种木浆中的半纤维素含量的差异，以及这些差异对木浆和卷烟纸热性质的影响。为了测定木浆中的半纤维素含量，将半纤维素用18％的NaOH溶液提取，然后调pH至7.0使之沉淀。分离后，通过在100～200℃范围内进行热提取试验并在300～700℃的范围内进行裂解实验，对从各种木浆得到的半纤维素的热性质进行了分析研究。 为了分析碳水化合物组成，将半纤维素用三氟乙酸水解。用离子交换层析进行糖分析，用脉冲电流法检测。 这些试验结果表明：不同的木浆之间有显著差异。就半纤维素来讲，木浆可以分为三类：长纤维素木浆、短纤维素木浆和一年生植物木浆。木浆中半纤维素的含量和成分都有差别，这些差别决定了木浆的热性质以及卷烟纸的热性质。
编辑本段提取方法
从植物纤维中提取半纤维素的方法，其步骤是：将植物纤维、碱、水混合后放入带有搅拌装置和加热系统的反应釜中，将反应釜温度升至35℃～85℃，同时在300rpm～2000rpm的转速条件下，搅拌10s～10min，以常规方法过滤或离心，得到的滤液或上清液即为半纤维素的提取液；向半纤维素的提取液中加入其2～3倍体积量的80％～95％的乙醇，使可溶性半纤维素沉淀，常规过滤，收集产物并干燥，得半纤维素。本发明的方法反应物的浓度比水提取法要求的反应物浓度高，提取中不要求使用大量的水，明显降低了提取成本。

5. 如果用水解酸化预处理垃圾渗滤液，一般需要多久的停留时间

处理水质，水量都不小的，怎么知道

6. 求助：柠檬制酒生产和生活废水回用问题

一、柠檬酸生产废水的主要排放源
在我国柠檬酸的生产主要以薯干玉米等为原料以玉米原料生产柠檬酸为例其生产工艺及废水排放源见图1.

由图1可见玉米柠檬酸的生产工艺主要包括糖化、发酵、提取和精制等。
1、柠檬酸废水的主要来源为糖化洗滤布水在糖化过程中糖化液必须过滤除去玉米渣过滤机的滤布需要定期清洗产生糖化洗滤布水主要含有淀粉蛋白质纤维素玉米脂肪及钠离子等。
2、二压洗滤布水糖液在发酵罐中发酵得到发酵液经压滤机压滤去除菌丝体成为发酵清液送到提取车间压滤机的滤布需要定期清洗由此而产生二压洗滤布水主要含有柠檬酸残糖蛋白质和维生素。
3、刷罐水发酵罐排放发酵液后在下一次进料前要用清水将发酵罐洗涤干净从而产生刷罐水主要含有柠檬酸残糖蛋白质维生素和聚醚等。
4、浓糖水发酵清液与中和生成柠檬酸钙沉淀上部母液称为浓糖水含有柠檬酸柠檬酸钙残糖油脂蛋白质微量钠盐聚醚及有机色素等。
5、洗糖水中和工序得到的固相柠檬酸钙调浆后送入过滤机继续使用的热水进一步洗去残糖及可溶解性杂质抽滤后排放出洗糖水含有柠檬酸柠檬酸钙残糖油脂蛋白质无机钙及有机色素等。
6、沙柱冲洗水精制工序中要把固体物质在沙滤器中除去沙柱需定期冲洗形成沙柱冲洗水含有硫酸钙柠檬酸以及其他结成滤饼的固性物。
7、离子交换淡酸水离子交换淡酸水由个位置产生沙柱炭柱阴柱阳柱离子交换柱再生前将淡酸液排入后柱然后用清水无离子水把残液冲向后柱所产生的废水为离子交换淡酸水含有柠檬酸铁钙氯等离子以及滤层微粒和破碎的阴阳树脂。
8、炭柱废碱水酸碱液经沙柱过滤后进入活性炭柱吸附炭柱每周用水溶液再生再生所排放的水为炭柱废碱水含有柠檬酸盐及有机色素等。
9、阳柱废酸水来自炭柱的酸解液经过阳离子交换柱再生时先放去浓酸液用清水洗涤残液形成阳柱废酸水含有柠檬酸金属离子等。
10、阴柱废氨水来自阳柱的酸解液经过阴离子交换柱再生时先放去浓缩液用清水洗涤放去淡酸水以后用氨水溶液再生形成阳柱废酸水含有N~3柠檬酸非金属离子等,(11D再生冲洗水,交换柱再生冲洗水包括炭柱阴柱阳柱3部分9再生结束9放去再生废水后9用无离子水冲洗残留的再生废水9形成b再生冲洗水9含有NaO~~CIN~3以及相应的盐类和破碎的树脂,以上各工艺点所排放废水的水量和水质见表1。

由表1可见9柠檬酸废水主要来自提取车间的浓糖水和洗糖水9其浓度高排放量大;发酵车间的刷罐水虽然浓度高9但水量很少9有机负荷较小;其他各点排放的废水浓度较低9水量也不大,柠檬酸废水中含有大量的有机物(有机酸糖蛋白质脂肪淀粉纤维素等D及NPS等物质9生产中未糖化的淀粉质未发酵的残糖未能提取的柠檬酸等都进入废水中9形成高浓度的有机污染物。
二、柠檬酸废水的处理方法
1、厌氧生物法
厌氧生物法主要是利用厌氧微生物在无氧条件下分解有机物9在处理柠檬酸废水时9其具体过程主要可分两个阶段:(1D在不同的厌氧微生物种群作用下9将蛋白质脂肪碳水化合物等有机物水解和厌氧分解成脂肪酸及其他产物;(2D在有生理独特性的专性厌氧菌产甲烷菌的作用下9将第一阶段的最终代谢产物转化成C~4或CO2,柠檬酸废水的厌氧处理技术主要有管道式厌氧消化器高温厌氧消化池和上流式厌氧污泥床(UASBD等。
2.1.1管道式厌氧消化器
管道式厌氧消化器具有两步厌氧消化性状:在消化器前面的管段9处于产酸阶段9对较低p~的进水有一定的缓冲作用9后面的管段则以产甲烷为主9这样减少了不同阶段的厌氧微生物群落间的相互抑制作用,浙江省工业环保设计研究所。采用管道式厌氧消化器对柠檬酸废水进行厌氧处理9在进水p~3.44~4.38COD14187.5mg/L处理水量200t/dCOD容积负荷7.09kg/(m3-dD条件下9出水p~7.0~7.5COD去除率为81.1%9去除1kgCOD产沼气0.43m3,管道式厌氧消化器内充填填料作为微生物载体9能滞留高浓度厌氧活性污泥9增强耐进水低p~和耐负荷变化的能力,采用这种方法9酸性的高浓度废水无需进行p~调整可直接进入处理系统9从而减少药剂消耗量9降低运行费用9便于操作管理,但此法存在污泥流失现象9且需定期排泥。
2.1.2高温厌氧消化池
广东佛山环境工程装备公司采用高温厌氧消化法处理宁乡柠檬酸废水9进水COD9914~17014mg/L9BOD54882~77700mg/L9p~4~59控制消化池温度60C左右水力停留时间48h9则出水COD为1314~1600mg/L9BOD5139~416mg/L9p~4~59COD和BOD5去除率分别达85%和90%以上,此法的优点是消化时间短9消化温度适应性强9运行费用低9有机物去除率高,但废水升高温度需消耗额外的能量9因此9适用于原废水温度较高的情况。
2.1.3上流式厌氧污泥床
上流式厌氧污泥床(UASBD在国外已普遍推广使用,我国将UASB反应器技术列为b八五攻关项目9国家环保局首选UASB技术用于处理酿造食品屠宰行业废水,山东莒县化工股份有限公司则率先采用了UASB技术处理柠檬酸废水9其UASB厌氧反应器结构见图2。废水通过反应器底部的进水管进入内筒9逐步上升到反应器顶部的水分布器9通过虹吸管均匀进入外筒和中筒之间与其中驯化好的污泥相混合9在厌氧菌的作用下9废水中的有机物被分解产生沼气,通过斜板三相分离器的分离作用9水通过三相分离器上部的出水管排出9污泥被留在反应器的底部沼气通过水封的作用经沼气管排出进入气柜被锅炉利用。

北京桑德环保产业集团[6]利用两级准中温UASB反应器试验处理柠檬酸废水一级反应器的水力停留时间为Z9h二级反应器的水力停留时间为10h进水温度约30Cp~为5.0~6.0设计COD容积负荷为10kg/(m3.d)稳定运行阶段COD去除率达90%以上出水COD稳定在300mg/L以下去除1kgCOD产生沼气0.58m30上流式厌氧污泥床有更强的耐负荷冲击能力处理效果好剩余污泥少操作管理方便。
厌氧生物法用于处理有机物浓度高~可生化性好的柠檬酸废水有机物去除率高运行费用低但随着国家对排水要求的更加严格单独采用厌氧生物处理出水COD和BOD5等指标尚不能满足国家排放标准要求。
2.2厌氧好氧生物组合法
单独采用厌氧生物法处理高浓度柠檬酸废水往往不能达到国家排放标准需组合其他处理技术如好氧生物处理技术。
针对柠檬酸生产废水首先采用UASB技术对COD在5000~50000mg/L的高浓度废水进行处理处理后的废水与低浓度废水混合再进入生物接触氧化池最后再由物化处理把关尽可能降低水中污染物和色度使出水达标排放0整个工艺流程(厌氧好氧生物组合法处理柠檬酸废水工艺流程)见图3。

采用这种工艺处理柠檬酸废水能将85%以上的有机污染物转化成沼气运行稳定操作管理方便剩余污泥少而且整个工艺过程不产生二次污染。
2.3乳状液膜法
液膜分离技术是一项高效~快速~节能的新型分离技术近年来液膜分离技术在重金属分离。生物工程等领域得到广泛应用特别是在处理高浓度有机废水方面液膜法取得了显著成绩[10~1Z]。乳液与废水通过搅拌充分混合接触废水中的柠檬酸透过液膜浓缩在膜内从而达到分离的目的。
以LMA-1为表面活性剂~正三辛胺为流动载体~NaZCO3溶液为内相试剂~煤油为膜溶剂所组成的液膜体系处理柠檬酸废水当进水COD为4000~5000mg/L时控制一定的搅拌速度表面活性剂种类和用量载体用量乳水比和油内比可使废水中的COD去除率达99%G该法工艺简单效率高成本低易于工业化。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
2.4中和废水回用技术
柠檬酸生产过程排放的各股废水中中和工序产生的废水水量最大污染最严重G探讨中和废水的回用技术对于保护环境节约用水资源具有重要意义。
中国科学院生态环境研究中心研究了在中和废水中驯化选育柠檬酸生产菌并辅助简单预处理措施的中和废水回用工艺。
试验废水选自山东莱芜柠檬酸厂中和废水采用活性炭吸附离子交换和碱处理回调H等预处理方法处理后废水进行摇瓶发酵试验。试验结果表明:废水经活性炭单独处理后发酵柠檬酸产量提高了23.4%;经活性炭结合阳离子交换树脂处理柠檬酸产量提高了53.0%但采用再生和清洗时将产生二次废水。而采用碱(NaOH)预处理中和废水去除影响发酵产率的部分杂质再用酸(H2SO4)调H至6.5处理后出水利用从黑曲霉CBX-12驯化获得的耐受废水的C-98菌株在总还原糖质量分数为14%~16%麦麸质量分数为2.5%乙醇质量分数为1.5%的最佳条件下进行发酵总产酸率已接近利用自来水在同等条件进行发酵的产酸率。该工艺投资省运行费用低可使中和废水经处理后回用于生产。
2.5发酵废液制糖化酶
柠檬酸生产排放的发酵废液中含有大量黑曲霉菌丝体。从废液中提取黑曲霉菌丝体不仅可获得大量具有较高利用价值的糖化酶制剂也可使废液的COD降低从而减少排污量和治污负荷G四川轻化工学院在柠檬酸发酵废液中加入絮凝剂于35~45C保温搅拌15~20min待废液中固形物沉淀完毕收集菌泥。将所得菌泥压滤至含水80%(质量分数)以下添加等量石英砂研磨30min然后在60C以下风干制成干菌体常法粉碎得菌粉。在干菌体中添加纤维素酶(每克干菌体添加纤维素酶200g)50~60C保温3制得酶处理液其糖化力更高。试验结果表明获得的菌粉具有较高的糖化力最适作用温度为60C最适H为4.6可用于酒精生产。

7. 植物原料怎样水解

植物原料所含聚糖在催化剂与水的作用下水解成单糖的解聚过程。用于水解生产的主要植物纤维原料为森林采伐剩余物、木材加工废料和农业废料。20世纪60年代以前，水解科研及生产系以木质原料为主，当时常用“木材水解”一词。水解工业是以植物纤维为原料通过水解获得单糖等中间产物，再经生物化学或化学加工转换成一系列有机化工产品及蛋白饲料等产品的化工生产部门。

简史

1819年法国科学家布拉孔诺（H.Bracon-not）首先发现纤维素可经浓硫酸水解成葡萄糖，为植物原料水解利用奠定了基础。1854年法国公布了阿雷纳（Aréna）和佩卢兹（Peluse）用浓硫酸木材水解法制酒精的研究成果。于次年在巴黎建成了世界上第一座木材水解酒精厂。早期的浓硫酸水解法虽已显示了工艺设备简单易行及糖得率高（近理论值）等方面的优越性，但由于硫酸耗量高达原料重的0.8～1.1倍，且不能有效回收，使这一方法的推广和应用受到限制。1856年法国学者贝尚普（A.Béchamps）首次以发烟盐酸为催化剂进行了木材水解研究。其后经过许多研究者的持续工作，两种浓盐酸水解方法——普罗多尔（Prodor）法即气体盐酸水解法，及贝尔吉乌斯—莱茵奥（Bergius-Rheinau）法即液体盐酸水解法，在20世纪20年代初达到中间试验水平。1933～1942年期间德国及意大利分别建成浓盐酸法及浓硫酸法木材水解厂，并先后投产。稀硫酸水解的研究最早可追溯至1844年。在此之后，瑞典的西蒙森（E.Simonsen）、德国的克拉森（A.Classen）和朔莱尔（H.Scholler）等作了大量研究，为以后稀硫酸水解法的工业化生产打下基础。朔莱尔所提出的水解法的特点是在水解器中形成的糖可及时连续地渗滤排出。糖的分解大为下降，得率提高。这一渗滤式水解法经继续改进后，被称为朔莱尔（Scholler）法。第二次世界大战期间，德国、苏联、美国等国先后对稀硫酸渗滤水解法进行了深入的研究开发，并相继建厂生产，主产品为酒精，部分厂尚生产饲料酵母。第二次世界大战后，日本为了达到甜味资源自给及发展新木材化学工业的目的，全面开展了浓硫酸及浓盐酸水解技术方面的研究，并于50年代末60年代初采用浓硫酸法先后建厂试生产，在回收硫酸上采用了新的途径，主产品为结晶葡萄糖。此方面研究开发工作终因60年代木材价格上涨而中断。苏联拥有丰富的森林资源，始终重视发展其水解工业。从60年代开始，由于大力发展牲畜饲养事业，产品结构发生改变。饲料酵母上升为主产品，同时也巩固酒精生产，发展糠醛生产。此外，木糖醇及木质素深加工产品也得到了相应发展。水解原料构成也逐渐变化，农业废料比重日益上升。中国的水解研究，始于20世纪40年代。从60年代起，科研及生产发展较快。糠醛生产厂已遍布全国，并建立了木材水解酒精厂、木糖醇及木糖生产车间。从70年代中期起，国际上对植物纤维水解利用的研究更趋重视，主要集中于水解方法新领域的开拓研究，在纤维素酶水解法的研究方面取得了不少进展。

原料

木质原料有等外材、梢头木、木片、刨花、板皮、板条及木屑等。林产品工业领域中的废渣废液，如栲胶渣、纤维板生产废水，也不同程度地用于水解生产，硫酸盐法预水解液也有用于水解生产的。制浆生产中的亚硫酸盐法纸浆废液，作为含糖水解液早已在全球范围内大量用作发酵原料。农业废料有玉米芯、甘蔗渣、燕麦壳、棉籽壳、稻壳以及玉米秆、麦秆等。据估计80年代全世界每年用于水解生产的原料约700万吨，林业原料及农业原料各占一半。

在评价植物水解原料时，通常将其所含聚糖分为易水解聚糖及难水解聚糖两类。前者主要指半纤维素（包括果胶质、树胶类聚糖），易为酸及酶等催化水解；后者主要指纤维素及部分伴生其间的聚甘露糖和聚木糖，难被稀酸及酶催化水解。两类聚糖的含量多寡，对确立水解工艺参数有密切关系。植物因种属不同，以及生长地区、气候条件的差异等因素的影响，其化学成分，以至易水解及难水解聚糖比例等都有明显的变化。大量测定表明，林、农废料中三大组成含量的平均范围是：纤维素30～45%，半纤维素15～40%，木质素12～30%。某些富含聚糖的植物原料所含聚糖与普通谷物所含聚糖（淀粉）相近。

产品

水解生产的产品主要有酵母、糠醛、酒精（乙醇）、木糖醇、木糖、饲料糖浆、木质素植物刺激素、木质素植物生长刺激肥料、木质素活性炭等。由水解产品经再加工可形成大量二次产品及系列产品。例如糠醛除了本身可作为产品直接应用外，还是呋喃化工系列产品（包括呋喃类药物）的基本原料。按80年代末期统计数字，全球由植物纤维原料直接生产的饲料酵母每年在45万吨以上（未包括由制浆废液等工业废水生产的产品），糠醛及酒精的年产量分别为25万吨及12万吨左右。

水解厂副产品的种类与所选择的主产品种类及水解工艺有关。如采用稀酸渗滤水解法生产酒精时，可得副产品糠醛、酵母、石膏、液体二氧化碳、干冰等。生产结晶木糖醇或结晶木糖时，可同时得到饲料酵母或饲料糖浆。醋酸及醋酸盐是糠醛生产的副产品。

水解原理与方法植物纤维所含聚糖——纤维素及半纤维素加水分解的总过程可分别表示如下：

水解所得单糖中，属于己糖的除葡萄糖外，尚有甘露糖及半乳糖，戊糖为木糖及阿拉伯糖。在高温酸水解条件下，单糖将进一步发生分解。已得到生产应用和正处于研究开发中的水解方法主要有以下几个：

稀硫酸高温渗滤水解法

简称渗滤水解法。是国际上目前大规模工业生产酵母和酒精唯一应用的一种水解方法。水解时由水解器顶部向器内连续泵入高温稀酸溶液，使其透过（渗滤）水解物料层及时地将已水解出的单糖液（水解液）排出反应空间，以减少糖的分解，获得高的得糖率。半纤维素、纤维素的水解速度及其水解出的单糖的分解速度均相差甚远，植物纤维原料的形态在水解过程中变化很大，这些因素要求水解温度要由低（175℃）向高（190℃）逐渐升温，且要严格控制渗透速度。水解时，硫酸浓度为0.5～0.8%，水解液比（水解液采出量与干基原料重量比）为14左右。渗滤法水解生产工艺包括原料制备（粗大原料削片、粉碎）、水解、水解液中和、澄清等基本工序。水解流程如图1。

图1水解器是水解生产的关键设备，在苏联该项设备在向系列化、大型化方向发展。常见的计有容积为18、20、30、37、40、50、70、80及160立方米9种。70立方米容积水解器结构见图2。

图2国际上采用渗滤法水解生产的企业为了全面利用原料中的聚己糖及聚戊糖，依所选定产品方案的不同主要有4种类型的水解厂：①酵母水解厂；②酒精酵母水解厂（酒精为主产品）；③糠醛酵母水解厂（糠醛为主产品）；④木糖醇酵母水解厂（木糖醇为主产品）。酒精酵母水解厂基本生产流程见图3。

通过渗滤法水解，每吨绝干原料（按针叶树材计）可获得450～500千克左右的还原糖。今以酒精酵母水解厂及酵母水解厂为例，其产品（包括副产品）及数量见下表。

现阶段，采取稀硫酸高温渗滤法进行水解生产的国家主要是苏联。此外，保加利亚、中国及巴西亦属生产国。

图3浓盐酸水解法

植物纤维素在盐酸浓度高于39%的情况下即可在常温下水解。水解前先经过吸附、润胀、溶解等过程。但在浓酸介质中，纤维素水解成葡萄糖后又立即回聚成结构不同于纤维素低聚糖的新低聚糖。这种新低聚糖在稀酸中极易水解成葡萄糖。浓盐酸水解法有液相（大酸比）及气相两类。以生产结晶葡萄糖为主产品的大酸比浓盐酸水解法，其工艺主要包括原料制备、预水解、纤维木质素干燥、水解、盐酸回收及葡萄糖复盐结晶及复盐分解等基本工序。与稀硫酸水解法相比，浓盐酸水解有得糖率高、糖浓度高、糖质纯以及节约能源等许多优点。但是，液相浓盐酸水解法在其工业生产中有不少技术难关，有待继续解决。

酶水解法

以纤维素酶及相应的半纤维素酶为催化剂，对纤维素及半纤维素聚糖进行水解的方法。酶法水解在常温常压下进行，不需要耐压耐腐蚀设备。由于酶促反应的特异性，产物单一，可免除产物的二次降解，故糖质纯净。但也存在不少技术难关，如原料预处理及酶制剂生产费用昂贵，酶水解反应慢、周期长，酶的有效回收难等，有待进一步解决。

高温快速水解法

从70年代以来，各国普遍研究这一方法。此法一般以0.5～0.8%的稀硫酸为催化剂，在220～240℃高温下于管式水解器中连续进行，水解时间仅为数秒到数分钟。葡萄糖得率可达理论得率的50%以上。该法目前尚处于试验阶段。

趋势

现有稀硫酸高温渗滤水解法的继续完善与提高，仍将是各生产国今后的一项重点任务。以生物技术的新研究成果改进酵母生产技术将受到重视。酶水解技术在商业化的道路上可望取得更多突破，原料的经济预处理方法和酶制取成本的下降及回收利用技术的研究仍将会成为研究的中心目标。占首位的水解产品将继续是饲料酵母，其次为糠醛、酒精及水解糖质饲料等。由于饲养业迅速发展的需要，饲料酵母产量可能增长较快。为了水解生产的进一步发展与扩大，新水解原料资源的开发利用已引起普遍重视。预计城市纤维质垃圾、高位低分解度泥炭及富含聚糖的海洋植物等将会得到更多研究与应用。营造水解原料基地林亦可能受到重视。

8. 什么是水解液

水解液(又名水解珍珠液、珍珠提取液,简称珍珠液)是通过生物化学反应、分解提取,在珍珠粉中脱除了大量碳酸钙,提取其有效成份氨基酸和多种营养成份。