一種楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法

發(fā)明人：劉忠 惠嵐峰 王慧梅 鄭續(xù)

專利權(quán)人：天津科技大學(xué)

申請?zhí)枺?01810157426.6

申請公布號：CN 108373513 A

申請公布日：2018-08-07

權(quán)利要求書

1.一種楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法，其特征在于包括如下制備步驟：

（1）對楊木片進行復(fù)水平衡處理；

（2）采用蒸汽和氮氣協(xié)同作用對楊木片進行氣爆處理；

（3）對氣爆產(chǎn)物分離及半纖維素提取。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法，其特征在于，氣爆處理中通入蒸汽與氮氣的體積比為 1∶5～15∶1。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法，其特征在于，氣爆處理中的氣爆壓力為2.0～3.8MPa，氣爆溫度為160～230℃，保溫(維壓)時間為 3～11 min。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法，其特征在于，采用蒸汽來平衡保溫(維壓)過程中的氣爆溫度和氣爆壓力。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法，其特征在于，氣爆產(chǎn)物包括氣爆殘渣和氣爆殘液，氣爆殘液中提取半纖維素。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法，其特征在于半纖維素提取步驟包括：用砂芯漏斗對氣爆殘液進行過濾；對爆破濾液進行蒸發(fā)濃縮；向濃縮的爆破濾液中加入乙醇，對半纖維素進行沉淀；再應(yīng)用乙醇多次洗滌沉淀出半纖維素；半纖維素離心，冷凍干燥后得到半纖維素。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法，其特征在于，復(fù)水平衡處理為將楊木片置于密封袋中，加入蒸餾水，控制楊木片的水分含量為30%～38%后進行水分平衡。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法，其特征在于，水分平衡溫度為4～10℃，水分平衡時間為24～48 h。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法，其特征在于，對氣爆殘渣進行烘干處理。

10.一種半纖維素產(chǎn)品，其特征在于，基于上述權(quán)利要求1—9中任一所述楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法制得。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及楊木中半纖維提取技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法。

背景技術(shù)

楊木是一種重要的木質(zhì)纖維素類生物資源，其原料來源廣泛、廉價易得，為環(huán)保的新型材料。楊木纖維原料成分主要包括纖維素(42%～49%)、半纖維素(16%～23%)、木質(zhì)素(21%～29%)以及少量的果膠。在進化過程中，為抵御微生物的入侵，并充分吸收陽光，主要組分相互交聯(lián)形成了天然緊密的細胞壁結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)組織的復(fù)雜性和組分分布不均一性構(gòu)成了生物轉(zhuǎn)化過程中的天然抗降解屏障，使木質(zhì)纖維素的改性及轉(zhuǎn)化難以進行。因此，生物質(zhì)需要進行必要的前處理，其目的是通過破壞植物細胞壁的原本結(jié)構(gòu)，分離或脫除部分組分(半纖維素和部分木素)，增加原料底物的空隙率，從而提高物料中流體的傳質(zhì)系數(shù)和底物的可及性，已達到提高原料的轉(zhuǎn)化率或者綜合轉(zhuǎn)化率的目的。

目前采用較多的方法為采用物理化學(xué)方法為水蒸汽爆破技術(shù)，但是應(yīng)用該方法缺點為在水蒸汽爆破過程中，溫度較高，且溫度和壓力控制的精準(zhǔn)度差，纖維中的各組分均在同一條件下進行氣爆處理，在分離半纖維素的過程中難以控制纖維素及木質(zhì)素的降解。

因此，針對上述問題本發(fā)明提供一種新的楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法，本發(fā)明通過蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆方法對楊木片進行處理，控制蒸汽與氮氣通入量，從而更好的控制氣爆過程中的氣爆溫度和氣爆壓力，從而分離出半纖維素以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的傳統(tǒng)水蒸汽爆破工藝中控溫效果差，半纖維素分離率不高的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法，包括如下制備步驟：

（1）對楊木片進行復(fù)水平衡處理；

（2）采用蒸汽和氮氣協(xié)同作用對楊木片進行氣爆處理；

（3）對氣爆產(chǎn)物分離及半纖維素提取。

優(yōu)選地，氣爆處理中通入蒸汽與氮氣的體積比為 1∶5～15∶1。

優(yōu)選地，氣爆處理中，氣爆壓力為2.0～3.8 MPa，氣爆溫度為 160～230 ℃，保溫(維壓)時間為 3～11 min。

優(yōu)選地，采用蒸汽來平衡保溫(維壓)過程中的氣爆溫度和氣爆壓力。

優(yōu)選地，氣爆產(chǎn)物包括氣爆殘渣和氣爆殘液，氣爆殘液中提取半纖維素。

優(yōu)選地，半纖維素提取步驟包括：用砂芯漏斗對氣爆殘液進行過濾；對爆破濾液進行蒸發(fā)濃縮；對爆破濾液進行蒸發(fā)濃縮；向濃縮的爆破濾液中加入乙醇，對半纖維素進行沉淀；再應(yīng)用乙醇多次洗滌沉淀出半纖維素；半纖維素離心，冷凍干燥后得到半纖維素。

優(yōu)選地，復(fù)水平衡處理過程為將楊木片置于密封袋中，加入蒸餾水，控制楊木片的水分含量為30～38%后進行水分平衡。

優(yōu)選地，水分平衡溫度為4～10℃，水分平衡時間為 24～48 h。

優(yōu)選地，對氣爆殘渣進行烘干處理。

本發(fā)明還包括一種半纖維素產(chǎn)品，如上述中任一所述楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法制得。

本發(fā)明提供的楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下進步：

1.本發(fā)明中采用蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆工藝對楊木片進行處理，在通入蒸汽的同時通入氮氣，屬于一種物理-化學(xué)法，通過控制蒸汽和氮氣的比例調(diào)控氣爆壓力、氣爆溫度，迅速減壓后有效地破壞楊木片的細胞壁結(jié)構(gòu)，可以使原料中的大量半纖維素水解成為可溶性的多糖，使得原料的木質(zhì)素和纖維素得以分離，從而分離出半纖維素，通過氮氣的通入可以精準(zhǔn)地控制氣爆壓力和氣爆溫度，從而達到分離出半纖維素的目的。

2.氮氣和蒸汽協(xié)同作用，控溫和控壓精準(zhǔn)度高，半纖維素提取率高，方法簡單，易于操作。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明中所述楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素方法的步驟框圖。

圖1 楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素方法

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明提出的一種楊木的蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆分離半纖維素的方法，包括如下制備步驟：

（1）對楊木片進行復(fù)水平衡處理；

（2）采用蒸汽和氮氣協(xié)同作用對的楊木片進行氣爆處理；

（3）對氣爆產(chǎn)物分離及半纖維素提取。

氣爆處理中通入蒸汽與氮氣的體積比為1∶5～15∶1。

氣爆處理中，氣爆壓力為2.0～3.8 MPa，氣爆溫度為 160～230 ℃，保溫(維壓)時間為 3～11 min。

采用蒸汽平衡保溫(維壓)過程中的氣爆溫度和氣爆壓力。

氣爆產(chǎn)物包括氣爆殘渣和氣爆殘液，從氣爆殘液中提取半纖維素。

半纖維素提取步驟包括：用砂芯漏斗對氣爆殘液進行過濾；對爆破濾液進行蒸發(fā)濃縮；向濃縮的爆破濾液中加入乙醇對半纖維素進行沉淀；用乙醇多次洗滌沉淀出來的半纖維素；半纖維素離心，冷凍干燥后得到半纖維素。

復(fù)水平衡處理過程為將楊木片置于密封袋中，加入蒸餾水，控制楊木片的水分含量為30～38%，置于6℃環(huán)境中進行水分平衡。

水分平衡時間為24～48 h。

本發(fā)明作用機理為：通過采用蒸汽和氮氣協(xié)同對楊木片進行氣爆處理，可以使原料中的大量半纖維素水解成為可溶性的多糖，保溫(維壓)后，迅速減壓，此時纖維素物料在細胞腔內(nèi)外壓力差的作用下發(fā)生爆裂反應(yīng)，使得細胞壁結(jié)構(gòu)遭到破壞，原料的木質(zhì)素和纖維素得以分離，從而選擇性地控制氣相爆破過程的化學(xué)反應(yīng)，進而控制纖維素及木質(zhì)素的降解，通過蒸汽和氮氣的協(xié)同作用，可以更好地控制反應(yīng)過程中的氣爆溫度和氣爆壓力，從而更好地分離出半纖維素，氮氣的通入可以避免傳統(tǒng)汽爆工藝中蒸汽的溫度過高，無法有效控制汽爆過程，影響楊木片的爆破效果。

實施例1

對比樣品1制備：對450 g楊木片進行篩選、除塵，將楊木片浸入到存有蒸餾水的密封袋中，使得楊木片吸水，楊木片水分控制在35%左右，反復(fù)搖晃后，放入冷藏箱內(nèi)，冷藏箱內(nèi)的溫度為6℃，水分平衡48 h；采用傳統(tǒng)蒸汽爆破工藝(即蒸汽爆破，是應(yīng)用蒸汽彈射原理實現(xiàn)的爆炸過程對生物組織細胞層處理的一種技術(shù)，為現(xiàn)有技術(shù)，是本領(lǐng)域公知常識)對楊木片進行處理，汽爆壓力為2.2 MPa，汽爆溫度為217.2℃，保溫(維壓)時間為7 min，收集汽爆處理后的產(chǎn)物，對產(chǎn)物中的殘液和汽爆殘渣分離，并對汽爆殘渣進行組分和含量分析。

傳統(tǒng)蒸汽爆破后，爆破殘渣中含有纖維素55.25%，半纖維素4.65%，木質(zhì)素19.63%，抽出物18.96%。

樣品1制備：對450 g楊木片進行篩選、除塵，將楊木片浸入到存有蒸餾水的密封袋中，使得楊木片吸水，楊木片水分控制在35%左右，反復(fù)搖晃后，放入冷藏箱內(nèi)，冷藏箱內(nèi)的溫度為6℃，水分平衡時間48 h；將復(fù)水平衡處理后的楊木片放入到高壓反應(yīng)釜中，先對高壓反應(yīng)釜內(nèi)通入蒸汽，使得溫度上升到206℃后，通入氮氣，直到高壓反應(yīng)釜中的壓力值為 2.4 MPa，進行保溫(維壓)，時間為 7 min，在保溫(維壓)過程中，通入蒸汽(通入氮氣后，蒸汽會發(fā)生部分冷凝，溫度會有所降低，因此在保溫過程中應(yīng)補加一定量的蒸汽，以達到所需氣爆總壓力及溫度)，保證溫度為206℃，壓力為2.4 MPa，最終通入蒸汽與氮氣的體積混合比為 11∶1，在保溫(維壓)后，迅速減壓，使得楊木片爆破，爆破結(jié)束后，收集氣爆處理后的產(chǎn)物，將產(chǎn)物中的殘液和氣爆殘渣分離；采用烘箱對氣爆殘渣進行烘干處理，烘箱溫度設(shè)定值為60℃，烘干后對氣爆殘渣進行組分和含量分析，用砂芯漏斗對氣爆殘液進行過濾；采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀對爆破濾液進行濃縮，將體積縮減至原體積的1/2；向濃縮的爆破濾液中加入質(zhì)量分數(shù)為95%的乙醇對半纖維素進行沉淀；用質(zhì)量分數(shù)為70%的乙醇多次洗滌沉淀出來的半纖維素；半纖維素離心，冷凍干燥后得到半纖維素產(chǎn)品。

蒸汽與氮氣協(xié)同氣爆后，爆破殘渣中含有纖維素56.56%，半纖維素4.49%，木質(zhì)素22.03%，抽出物16.01%。

由于爆破后氣爆殘液損失率較大，通常采用對氣爆殘渣中半纖維素含量進行測定進而推算氣爆殘液中半纖維素含量，分析爆破效果。氣爆殘渣中的半纖維素含量越低，纖維素和木素的含量越高，說明氣爆殘液中半纖維素含量越高，纖維素含量和木素含量越低，半纖維素的分離效果越好。

其中氣爆殘渣含量測定方法采用美國國家可再生能源實驗室NREL(National Renewable Energy Laboratory)的方法，該方法為本技術(shù)領(lǐng)域公知常識，測量精準(zhǔn)度高。

對比樣品1采用傳統(tǒng)汽爆工藝對楊木片進行氣爆處理，氣體為100%蒸汽，爆破后，經(jīng)測定氣爆殘渣中的半纖維素含量為4.65%，樣品1采用蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆工藝對復(fù)水平衡后的楊木片處理，其中蒸汽與氮氣比為11∶1，氣爆處理后，測定氣爆殘渣中的半纖維素含量為4.49%，且纖維素含量(56.56%)和木素含量(22.03%)高于傳統(tǒng)爆破的纖維素含量(55.25%)和木素含量(19.63%)，采用蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆工藝對復(fù)水處理后的楊木片提取半纖維素，效果好于采用傳統(tǒng)汽爆工藝對楊木片氣爆處理的效果。

實施例2

對比樣品2制備：對450 g楊木片進行篩選、除塵，將楊木片浸入到存有蒸餾水的密封袋中，使得楊木片吸水，楊木片水分控制在35%左右，反復(fù)搖晃后，放入冷藏箱內(nèi)，冷藏箱內(nèi)的溫度為6℃，水分平衡時間為48 h；采用傳統(tǒng)蒸汽爆破工藝對楊木片進行處理，汽爆壓力為2.0 MPa，汽爆溫度為207.2℃，保溫(維壓)時間為5 min，收集汽爆處理后的產(chǎn)物，對產(chǎn)物中的殘液和氣爆殘渣分離，并對汽爆殘渣進行組分和含量分析。

傳統(tǒng)蒸汽爆破后，爆破殘渣中含有纖維素50.66%，半纖維素11.87%，木質(zhì)素24.84%，抽出物9.92%。

樣品2制備：對450 g楊木片進行篩選、除塵，采用復(fù)水工藝對楊木片進行處理，將楊木片水分控制在35%左右，放入到冷藏箱內(nèi)，冷藏箱內(nèi)的溫度為6℃，水分平衡時間48 h；將復(fù)水平衡處理后的楊木片放入到高壓反應(yīng)釜中，先對高壓反應(yīng)釜內(nèi)通入蒸汽，使得溫度上升到206.7℃后，通入氮氣，直到高壓反應(yīng)釜中的壓力值為2.4 MPa，進行保溫(維壓)，時間為 5 min，在保溫(維壓)過程中，通入蒸汽(通入氮氣后，蒸汽會發(fā)生部分冷凝，溫度會有所降低，因此在保溫過程中應(yīng)補加一定量的蒸汽，以達到所需氣爆總壓力及溫度)，保證溫度為206.7℃，壓力為2.4 MPa，最終通入蒸汽與氮氣的體積混合比為11∶1，在保溫(維壓)后，迅速減壓，使得楊木片爆破，爆破結(jié)束后，收集氣爆處理后的產(chǎn)物，對產(chǎn)物中的殘液和氣爆殘渣分離；采用烘箱對氣爆殘渣進行烘干處理，烘箱溫度設(shè)定值為60℃，烘干后對氣爆殘渣進行組分和含量分析，用砂芯漏斗對氣爆殘液進行過濾；采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀對爆破濾液進行濃縮，將體積縮減至原體積的1/2；向濃縮的爆破濾液中加入質(zhì)量分數(shù)95%乙醇對半纖維素進行沉淀；用質(zhì)量分數(shù)為70%的乙醇多次洗滌沉淀出來的半纖維素；半纖維素離心，冷凍干燥后得到半纖維素產(chǎn)品。

蒸汽與氮氣協(xié)同氣爆后，爆破殘渣中含有纖維素52.79%，半纖維素8.02%，木質(zhì)素24.51%，抽出物12.39%。

由于爆破后氣爆殘液損失率較大，通常采用對氣爆殘渣中半纖維素含量測定進而推算氣爆殘液中半纖維素含量，分析爆破效果，氣爆殘渣中的半纖維素含量越低，說明氣爆殘液中半纖維素含量越高，纖維素的分離效果越好。其中氣爆殘渣的測定方法同實施例1。

對比樣品2采用傳統(tǒng)汽爆工藝對楊木片進行汽爆處理，爆破后，經(jīng)測定汽爆殘渣中的半纖維素含量為11.87%，樣品2采用蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆工藝對復(fù)水后的楊木片處理，其中蒸汽與氮氣比為11∶1，氣爆處理后，測定氣爆殘渣中的半纖維素含量為8.02%，可以發(fā)現(xiàn)采用蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆工藝對復(fù)水處理后的楊木片提取半纖維素，效果好于采用傳統(tǒng)汽爆工藝對楊木片汽爆處理的效果。

本實施例中采用蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆工藝對復(fù)水處理后楊木片進行氣爆，與實施例1進行比較發(fā)現(xiàn)，在蒸汽和氮氣體積比一樣的情況下，保溫（維壓）條件對半纖維素提取率有一定的影響，保溫（維壓）為5min的半纖維素提取率要高于保溫（維壓）為7min的半纖維提取率。

實施例3

對比樣品3制備：對450 g楊木片進行篩選、除塵，將楊木片浸入到存有蒸餾水的密封袋中，使得楊木片吸水，楊木片水分控制在35%左右，反復(fù)搖晃后，放入冷藏箱內(nèi)，冷藏箱內(nèi)的溫度為6℃，水分平衡48 h；采用傳統(tǒng)蒸汽爆破工藝對楊木片進行處理，氣爆壓力為1.4 MPa，氣爆溫度為195℃，保溫(維壓)時間為7 min，收集氣爆處理后的產(chǎn)物，對產(chǎn)物中的殘液和氣爆殘渣分離，并對氣爆殘渣進行組分和含量分析。

傳統(tǒng)蒸汽爆破后，爆破殘渣中含有纖維素47.98%，半纖維素14.81%，木質(zhì)素26.84%，抽出物7.18%。

樣品3制備：對450 g楊木片進行篩選、除塵，將楊木片浸入到存有蒸餾水的密封袋中，使得楊木片吸水，楊木片水分控制在35%左右，反復(fù)搖晃后，放入冷藏箱內(nèi)，冷藏箱內(nèi)的溫度為6℃，水分平衡時間48 h；將復(fù)水平衡處理后的楊木片放入到高壓反應(yīng)釜中，先對高壓反應(yīng)釜內(nèi)通入蒸汽，使得溫度上升到195.2℃后，通入氮氣，直到高壓反應(yīng)釜中的壓力值為 2.4 MPa，進行保溫(維壓)，時間為 7 min，在保溫(維壓)過程中，通入蒸汽(通入氮氣后，蒸汽會發(fā)生部分冷凝，溫度會有所降低，因此在保溫過程中應(yīng)補加一定量的蒸汽，以達到所需氣爆總壓力及溫度)，保證溫度為206.7℃，壓力為2.4 MPa，最終通入蒸汽與氮氣的體積混合比為 2∶1，在保溫(維壓)后，迅速減壓，使得楊木片爆破，爆破結(jié)束后，收集氣爆處理后的產(chǎn)物，對產(chǎn)物中的殘液和氣爆殘渣分離；采用烘箱對氣爆殘渣進行烘干處理，烘箱溫度設(shè)定值為60℃，烘干后對氣爆殘渣進行組分和含量分析，用砂芯漏斗對氣爆殘液進行過濾；采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀對爆破濾液進行濃縮，將體積縮減至原體積的1/2；向濃縮的爆破濾液中加入質(zhì)量分數(shù)為95%的乙醇對半纖維素進行沉淀；用質(zhì)量分數(shù)為70%的乙醇多次洗滌沉淀出來的半纖維素；半纖維素離心，冷凍干燥后得到半纖維素產(chǎn)品。

蒸汽與氮氣協(xié)同氣爆后，爆破殘渣中含有纖維素49.24%，半纖維素13.51%，木質(zhì)素28.29%，抽出物5.93%。

由于爆破后氣爆殘液損失率較大，通常采用對氣爆殘渣中半纖維素含量測定進而推算氣爆殘液中半纖維素含量，分析爆破效果，氣爆殘渣中的半纖維素含量越低，說明氣爆殘液中的半纖維素含量越高，爆破效果越好。其中氣爆殘渣的測定方法同實施例1。

對比樣品3采用傳統(tǒng)汽爆工藝對楊木片進行氣爆處理，爆破后，經(jīng)測定氣爆殘渣中的半纖維素含量為14.81%，樣品3采用蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆工藝對復(fù)水后的楊木片處理，其中蒸汽與氮氣比為2∶1，氣爆處理后，測定氣爆殘渣中的半纖維素含量為13.51%，同樣可以發(fā)現(xiàn)，采用蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆工藝對復(fù)水處理后的楊木片提取半纖維素，效果好于采用傳統(tǒng)汽爆工藝對楊木片氣爆處理的效果。

表1為對比樣品1、對比樣品2、對比樣品3、樣品1、樣品2、和樣品3氣爆參數(shù)及氣爆殘渣中成分含量測定結(jié)果，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 氣爆處理過程參數(shù)及氣爆殘渣成分和含量測定結(jié)果

由表1可以看到，在對爆破殘渣進行爆破產(chǎn)物和含量分析中，將對比樣品1和樣品1進行比較，半纖維素含量下降，說明大部分半纖維素溶解到爆破殘液中去，同樣，采用該氣爆方法處理后的樣品2與對比樣品2相比，氣爆殘渣中的半纖維素含量下降，采用該氣爆方法處理后的樣品3與對比樣品3相比，氣爆殘渣中的半纖維素含量下降，由此說明該氣爆方法可以有效地氣爆分離出半纖維素，該氣爆方法(通入氮氣和蒸汽)處理效果要好于傳統(tǒng)蒸汽爆破工藝(通入蒸汽)。

表2分別為紅外測定結(jié)果，其中A1為楊木片原楊木片的紅外譜圖、A2為采用傳統(tǒng)蒸汽爆破工藝對楊木片汽爆殘渣測定的紅外譜圖，A3為蒸汽和氮氣協(xié)同氣爆工藝處理楊木片后氣爆殘渣的紅外譜圖。波長1 505 cm－1為半纖維素的顯著特征峰，A1中在波長1 505 cm－1處的波強度為中，A2中在波長1 505 cm－1處的波強度為弱，A3 中在波長 1 505 cm－1處的波強度為微弱，說明通過傳統(tǒng)蒸汽爆破工藝和氣爆處理均可以有效分離出半纖維素，其中氣爆處理要好于傳統(tǒng)蒸汽爆破工藝處理的效果。

表2 紅外測定結(jié)果

相比傳統(tǒng)的蒸汽汽爆技術(shù)，本發(fā)明通過氮氣的通入，可以很好地控制氣爆過程中的爆破溫度，通過蒸汽和氮氣比例調(diào)節(jié)，保證了在氣爆前的溫度和壓力值，實現(xiàn)了對楊木的完全爆破，半纖維素分離效果明顯，該方法優(yōu)于傳統(tǒng)的蒸汽汽爆技術(shù)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。