高固形分および低リグニン含有量の竹クラフト黒液のレオロジー特性および体積等温膨張率

Scientific Reports volume 13、記事番号: 2400 (2023) この記事を引用

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本研究では、原竹クラフト黒液（BKBL）中の一定割合のリグニンを分離し、リグニン含量の低い残留BKBLをアルカリ回収ボイラーに供給し、アルカリ回収ボイラーの伝熱負荷を軽減することが期待された。 。 リグニン含有量の減少に伴い、BKBL のレオロジー特性/体積等温膨張率 (VIE) が変化します。 元の BKBL にリグニン含有量が 70% 残っている場合、リグニン含有量が低い BKBL の粘度は、同じ固形分含有量の不動態化された BKBL の粘度に近く、動的粘弾性が優れており、VIE は 57.2% 減少します。 脱珪剤の量が 1.5% の場合、リグニン含有量が低い BKBL の粘度はあまり変化せず、VIE は急激に増加し、不動態化された BKBL の粘度より 62.7% 高くなりました。 したがって、部分リグニン分離プロセスとアルミン酸ナトリウム脱珪プロセスを組み合わせることで、アルカリ回収ボイラーのBKBL処理能力を効果的に向上させ、「シリコン干渉」の影響を軽減できます。

中国の紙パルプ産業の現状は、炭素排出量が目標を超えており、カーボンピークとカーボンネットゼロ1、2、3の目標の実現が困難になっており、厳しい状況にあります。 そのためには「森林とパルプの融合」を実現することが急務となっています。 しかし、非木材パルプ化の「シリコン干渉」と、パルプ需要の増加と既存のアルカリ回収システムの不十分な能力との間の矛盾が、パルプ紙統合の発展を制限している。 パルプ生産能力の向上は、アルカリ回収システムの処理能力を拡大し、「シリコン干渉」の影響を軽減する鍵となります4、5、6、7、8。 新しいアルカリ回収システムを構築するのが最も直接的かつ効果的な方法ですが、パルプ工場の生産コストは必然的に増加します。 新しいパルプ生産ラインからの黒液が既存の生産ラインからの黒液と独自のアルカリ回収システムを共有すれば、パルプ生産能力の拡大が現実になる可能性があります。 竹素材には約 25% のリグニンが含まれており、調理中に竹クラフト黒液 (BKBL) に入ります。 特にリグニン(0.5トン)は竹パルプ1トンの生産とともにBKBLに入る。 リグニンは、多くの石油ベースの製品の代替品として使用できる高品質の再生可能な原料です。 したがって、BKBL から副産物として一定の割合のリグニンを分離することが有用です9,10,11,12,13,14。 リグニンの販売による収益はパルプ工場にさらなる経済的利益をもたらし、それをリグニン分離ユニットの構築への先行投資をカバーするために使用できます。 その間、残留黒液はアルカリ回収システムにポンプで送られる可能性があります。 これにより、アルカリ回収ボイラーの熱交換負荷が軽減され、黒液の処理能力が向上します15、16、17、18。 さらに、リグニンによるシリコンの吸着により、リグニンを分離する際に一定の脱ケイ素効果があり、「シリコン干渉」を克服するのに役立ちます19,20。

非木材パルプ化における「シリコン干渉」の問題は非常に深刻であり、一部のリグニンの抽出では完全に解決することはできません。 このような状況に鑑み、私たちの研究グループは「BKBL燃焼による緑液の脱珪」プロセスを提案しました。 BKBL が回収ボイラーに入る前に脱ケイ剤が添加され、燃焼段階で緑液シリコン不溶性 (GLSI) 物質が形成されます。 緑液からの脱ケイの目的は、GLSI 物質を濾過することによって達成でき、ケイ素含有量の低い白泥はリサイクルできます。 アルカリ回収循環システムは閉ループを形成することができます。 したがって、BKBL のレオロジーおよび等温膨張特性に対する脱珪剤の影響も考慮する必要があります。 抽出されたリグニンは流れに有益であり、黒液の等温膨張特性 (VIE) を妨げる可能性があります 21、22、23、24。 したがって、抽出されたリグニンの割合は非常に重要であり、レオロジー特性と等温膨張特性の間のバランスを達成する必要があります。 高温不動態化セクションを置き換えることができるか、粘度の低下の程度に基づいて不動態化処理時間を短縮できるか、実際の生産プロセスで膨張性能への悪影響が許容できるかどうかを裏付ける具体的な実験データを提供する必要があります。

リグニン含有量が低く、固形分含有量が高いBKBLのレオロジーとVIEを体系的に研究しました。 我々は、高固形分含有量のBKBLのレオロジーパラメーター、見掛け粘度ηa、貯蔵弾性率G'、散逸弾性率G''、および動粘度η'の変化を分析しました。 BKBLのVIE値を測定し、その変動パターンを解析した。 抽出されたリグニンのレオロジーパラメーターに対する促進または阻害効果が調査され、等温膨張特性に対する脱ケイ素剤の添加の改善または阻害効果も議論されました。

G2 タワー連続蒸解釜でのクラフトパルプ化からの BKBL は、中国の貴州智天華有限公司から提供されました。 相対密度は１．２１ｇ／ｃｍ ３ 、全固形分は４７５．００ｇ／Ｌ、有機分は２７０．８８ｇ／Ｌ、無機分は２０４．１２ｇ／Ｌであった。 BKBL の有機成分には主にリグニンとヘミセルロースが含まれ、無機成分には Na2SO4、Na2SiO3、SiO2、Si (OH)4 が含まれます。 硫酸 (H2SO4、AR、98%) は Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. から購入しました。 硫酸アルミニウム (Al2(SO4)3、AR、99.8%) は Damao Chemical Reagent Factory Co., Ltd. から提供されました。 部分アルミン酸ナトリウム ( NaAlO2、AR、99.8%) は Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. から入手しました。

低リグニン、高固形分を含むBKBLの調製プロセスを図1に示します。元のBKBL（200 mL）をビーカーに入れ、H2SO4をビーカーに加え、pHが2に達するまで連続的に調整しました。酸性化したBKBLを80℃で1時間放置して沈殿させ、沈殿したリグニンをすべて濾過して除去した。 濾過したリグニンを蒸留水で洗浄し、105℃のオーブンで一定重量になるまで乾燥させ、元のBKBLのリグニン含有量を計算しました。 上記の方法に従って、元のBKBLのpHを硫酸でわずかに調整して、BKBLからそれぞれ10％、20％、および30％のリグニン（総リグニンのパーセンテージを表す）を分離した。 したがって、残留 BKBL はリグニン含有量が低く、元の BKBL と比較してそれぞれ 70%、80%、および 90% のリグニンを含みます。 次に、すべてのBKBLサンプルを真空乾燥オーブンで80℃で80重量％まで濃縮し、BKBLxと名付けました（たとえば、BKBL70は、リグニン含有量が元のBKBLの総リグニンに基づいて70％であることを表します）。 さらに、レオロジー特性に及ぼす脱ケイ素剤の添加の影響が研究されました。 BKBL70 を 3 つのセクションに分割し、それぞれ 0%、0.5%、および 1.5% の脱ケイ素剤 NaAlO2 を 3 つのセクションに添加しました。

BKBLXの製造工程の模式図。

BKBL のレオロジーパラメーターは、ダイナミックレオメーター (AR2000ex、TA、American) を使用してテストされました。 テストは、治具の上部と下部の間の間隔が 700 μm の直径 25 mm の銅平行板治具を使用して実行されました。 見掛け粘度試験ではせん断速度の範囲を 0 ～ 100 s-1 に変化させ、動的粘弾性試験では振動周波数を 0 ～ 105 rad/s に設定しました。

BKBL の VIE はマッフル炉 (KSY15-16、Yifeng Electric Furnace Co.、上海、中国) でテストされました。 BKBL 2.5 g をコランダムるつぼで秤量し、マッフル炉に入れ、黒液が炭化して完全に膨張するようにマッフル炉を室温から 300 °C まで加熱して 1 時間保持しました。 乾燥粒子を含むコランダムるつぼ内の炭化黒液の体積を測定しました。 体積対質量の比はBKBLのVIEとして得られました。

ザマネット アル。 固体含有量の高い黒液は非ニュートン流体であることがわかりました。 固形分が増加すると、粘度および粘弾性が増加します。 さらに、彼は「べき乗則」を使用してテスト範囲内の粘度変化を当てはめ、これらのモデルを通じてより高い固形分と温度での黒液の粘度値と粘弾性率値を推定しました25、26、27。 Sinquefield は、固形分が 10 ～ 30% の木材パルプ黒液の粘度が固形分が増加するにつれて増加することを発見しました 28。 ジャウェイドら。 中濃度木材パルプ黒液（注：固形分含有量 37 ～ 47%）の粘度は、固形分含有量の増加とともに増加することを発見しました29。 Wallmo は、リグニンの抽出量が 60% の場合、黒液の粘度が 75% 減少することを発見しました (注: 固形分含有量は 50%)。 ムーサヴィファールら。 らは、リグニンの除去後、粘度は最大で 1 桁低下する可能性があり、それに応じて黒液の沸点も低下することを発見しました 31。 上記の研究では、対象ベースは木材パルプ黒液です。 したがって、非木材パルプの黒液について研究する必要がある。 Zhang と Sun は、中濃度の BKBL の動的粘弾性特性と脱ケイ素化剤の効果を研究しました 32,33。 黒液の処理能力を向上させるために、彼らは、将来の傾向としては、燃焼のためにアルカリ回収ボイラーに送られる前に、黒液からリグニンの一部を分離することであると結論付けた。 ただし、リグニン含有量が低く、固形分含有量が高いBKBLXの動的粘弾性には注意が必要です。

BKBL の粘度はポンプの輸送効率と蒸発効率に影響します。 BKBLx の見掛け粘度の結果を図 2 に示します。オリジナル BKBL および BKBLx の見掛け粘度は、98 °C でのせん断速度の増加に伴って大幅に減少します。 BKBL90 および BKBL80 の曲線は元の BKBL の曲線と類似していますが、リグニン含有量の減少に伴って粘度および増粘速度が減少しました。 BKBL70 の見かけの粘度は試験範囲内で下降傾向を維持しており、ずり粘稠化は観察されません。 主な理由は、BKBL70 のリグニン含有量が大幅に減少したため、BKBL70 に形成されたネットワーク構造の強度が低下し、高いせん断力がないと破壊される可能性があることです。 私たちのグループの以前の研究と比較すると、固形分が同じである場合、BKBL70の見掛け粘度は100s-1のせん断速度での不動態化BKBLの見掛け粘度とほぼ同じであることがわかります。 したがって、商業生産プロセスで一部のリグニンを抽出することで粘度低下の目的を達成し、アルカリ回収システムで不動態化セクションを削除するか、不動態化時間を短縮して、アルカリ回収のエネルギー消費を効果的に削減することができます。システム。

BKBLX の ηa と γ (注: 80 wt%、98 °C)。

リグニン含有量の低減が黒液の粘度の低下に役立つ理由は、酸沈殿の過程でリグニンが段階的に分離されるためです。 最も大きな分子量を有するリグニンが最初に分離された。 リグニンの含有量が減少すると、黒液の粘度が低下することから、リグニンによって形成される網目構造の強度が低下する。

BKBLの見かけ粘度のせん断減粘は「ポリマー構造変化理論」で説明できます。 固形分の高いBKBLは水分が少なく、リグニンを含む有機高分子が長い直鎖状に存在しています。 一部の分子鎖の長さが一定以上であれば、黒液中のどこかで分子鎖同士が絡み合い、絡み合った凝集塊を形成します。 絡み合った凝集体の数は動的平衡状態にあり、平衡が崩れると黒液中のポリマーとネットワーク構造が形成されることがあります。 BKBL の流動中に一部のエネルギーが内部ネットワークに蓄えられますが、外部のパフォーマンスとしては、BKBL の粘度が高く、流動しにくいことが挙げられます。 BKBL が連続的にせん断を受けると、内部の乱れた分子鎖の方向がせん断力と徐々に一致します (図 3 を参照)。 このとき、せん断効果はBKBLの流れに直接利用され、外部性能としてはBKBLの見かけの粘度が急激に低下します。

せん断流れ場下でのBKBLx内のリグニンの配向変化。

以前に、何人かの研究者は、小麦わらパルプBKBLに対するアルミニウム脱ケイ素剤、マグネシウム脱ケイ素剤、ホウ素脱ケイ素剤および複合脱ケイ素剤の脱ケイ素効果を研究した。 研究は主に脱ケイ素剤の脱ケイ素効率に焦点を当てており、元の BKBL および脱ケイ素化された BKBL のレオロジー特性は研究されていません。 私たちの研究チームは、高固形分含有量のBKBLの見掛け粘度に及ぼす脱ケイ素剤の影響を研究し、BKBL70を脱ケイ素剤の影響を調査する対象として選択しました。結果を図4に示します。

アルミン酸ナトリウムの添加量を伴う BKBL70 の ηa と γ の関係 (注: 80 wt%、98 °C)。

図 4 では、脱ケイ素剤が粘度の低下に対して一定のプラスの効果を持っていることがわかります。 脱珪剤 NaAlO2 には Na+ が含まれており、Na+ は黒液中のリグニン高分子と結合し、リグニン高分子間の静電反発力を増加させます。 さらに、NaAlO2 はアルカリ性です。 長鎖リグニンはOH-の作用により短鎖リグニンに分解されます。 リグニンの長鎖によって形成される分子構造の強度が低下し、黒液の粘度が低下します。

ηaとの関係。 γ は図 5 に示されています。図 5 から、脱ケイ素剤を含む BKBL70 サンプルは 80 °C でせん断増粘を示しますが、98 °C ではせん断増粘を示さないことがわかります。 図と組み合わせます。 図２および３から、ずり粘稠化にはリグニン含有量だけでなく温度も影響し、ずり粘稠化は長いリグニン分子鎖の絡み合いによって引き起こされることが推測される。 私たちの意見では、せん断力下でのリグニン分子鎖の均一な配向がBKBLのせん断減粘の唯一の説明ではなく、ゴム状液体理論もBKBLのせん断減粘現象の説明に適用できます。 この理論によれば、黒液中の分子鎖は主に分子の熱運動によって制御される絡み合い挙動を引き起こす可能性がある。 絡み合った綿状物が剪断または加熱によって破壊される速度は、それらが生成される速度よりも大きい。

さまざまな温度での BKBL70 の ηa 対 γ (注: 80 wt%、BKBL70)。

実際、黒液の温度を無限に上げることは不可能です。 固形分が一定の限界に達すると、粘度に対する温度の影響は主な要因ではなくなります。 したがって、リグニンの一部を分離することによってのみ粘度をさらに下げることができます。 最も重要なことは、リグニンの一部を分離することで、アルカリ回収ボイラーの熱負荷を軽減し、黒液の処理能力を向上させることができるということです。

弾性率としても知られる貯蔵弾性率 G' は、変形中の材料の弾性 (可逆) 変形によって蓄積されるエネルギーを指し、材料の弾性-固体特性を反映します。 損失弾性率 G''、つまり粘性率は、変形中の材料の粘性変形 (不可逆的) によって失われるエネルギーを指し、材料の粘性流れを反映しています。

図6からわかるように、BKBLxのG''およびG''は、最初はわずかに減少し、その後、発振周波数の増加とともに増加します。 さらに、G'' は常に G'' よりも高く、BKBLx の可逆変形が不可逆変形よりも大きいことを示しています。 リグニン含有量の減少は G' と G'' の減少の原因であり、粘弾性が減少することを示しています。 BKBLx がポンピングプロセスでエルボ、バルブ、ノズル、その他の構造物に遭遇した場合でも、BKBLx が遭遇する移動障害は、通常の直管輸送で元の BKBL が遭遇する移動障害よりもはるかに少なくなっています。

BKBLX の G' および G'' 対 ω (注: 80 wt%、98 °C)。

動粘度η'は、角周波数ωに対する損失弾性率G''の変化率を指します。 動粘度は一部のBKBLサンプルの流動時の弾性変形による見かけの粘度の測定誤差を解消できるため、黒液の流動性を評価するために動粘度を測定しました。 図 7 は、BKBL の動粘度 η' に対するリグニン含有量の影響を示しています。 図 7 から、BKBLx と元の BKBL の η' 曲線は、見かけの粘度 ηa の傾向と同様のせん断減粘の傾向を示していることがわかります。 これは、一部のリグニンの分離がBKBLxの汲み上げと輸送に有益であることをさらに証明しました。

BKBLX の η' と ω の関係 (注: 80 wt%、98 °C)。

図８から、発振周波数ゼロでＮａＡｌＯ２を添加すると、ＢＫＢＬ７０のＧ’およびＧ’’が増加することがわかる。 発振周波数の増加に伴い、G'とG''は最初は急速に減少し、発振周波数が10rad/sを超えると増加し始めました。 脱珪剤を添加したBKBL70の粘弾性率は、元のBKBL70の粘弾性率よりも小さくなりました。 つまり、脱珪剤は、高い振動周波数における黒液の粘弾性にほとんど悪影響を与えません。

アルミン酸ナトリウムを添加したBKBL70のG'およびG''とωの関係（注：80重量％、98℃）。

図９から、角周波数に対するＢＫＢＬ７０動粘度η'の変化パターンは、見掛け粘度ηａの変化パターンと類似しており、それらはすべてせん断減粘の傾向を示していることが分かる。 低い振動周波数では、脱珪剤によりηa が増加します。これは、このときの BKBL の粘性運動エネルギー損失が増加することを示しています。 NaAlO2 脱ケイ剤を添加すると、BKBL サンプルの見かけの粘度が低下しますが、これは以前の結果と一致しています。

アルミン酸ナトリウムを添加したBKBL70のη' 対 ω (注: 80 wt%、98 °C)。

BKBL70 について、0.5% NaAlO2 の動粘度が 1.5% NaAlO2 の場合よりも大きいのは、前者の粘度が後者よりも大きく、高粘度による運動エネルギー損失も大きいためです。 角周波数が 100 rad/s に近づくと、1.5% の脱ケイ剤を含む BKBL70 の動粘度は低くなります。これは、動粘度が高い振動周波数での見かけの粘度よりも実際の粘度に近いためです。 これは、BKBL70 の粘度が脱珪剤の量の増加とともに低下することを示しています。

図 10 は、動粘度に対する温度の影響を示しています。 低い振動周波数では、80 °C での BKBL70 の動粘度は 98 °C での動粘度よりもはるかに低く、BKBL70 が 80 °C では主に弾性固体であることを示しています。 動粘度は角周波数が高くなるほど実粘度になる傾向があり、応力の主な役割はBKBL70を弾性変形させることであるためです。 BKBL70 の動粘度は 98 °C で急激に低下し、発振周波数が 100 rad/s に近づくと 80 °C の動粘度よりわずかに低くなります。 これは、BKBL の輸送にとって高温が重要であることをさらに示しています。

BKBL70 のさまざまな温度での η' 対 ω (注: 80 wt%、BKBL70)。

パイプライン輸送およびノズル噴霧化における BKBL へのせん断効果と応力は、実験室での試験プロセスよりもはるかに高くなります。 したがって、NaAlO2 脱ケイ剤の添加は、BKBL70 がアルカリ回収ボイラーにポンプで送られるときに、粘度にほとんど悪影響を及ぼさず、ある程度の粘度低下効果をもたらすと推測するのが合理的です。

製紙メーカーは黒液のVIEに基づいてボイラー内の黒液の濃縮のしにくさや乾き具合を判断し、底部クッション層の膨潤度合いを予測することができます。 VIE値が大きいほど、底床が膨らみ、空気が通りやすくなり、実際の燃焼効果が高くなります。 わらパルプ黒液は、シリコン含有量が多く粘度が高いため、各種原料黒液の中でVIEが最も小さいです。 したがって、アルカリ回収ボイラーの底部に良好な床を形成できるように、BKBLx の VIE がわらパルプ黒液の VIE よりも大きいことを確認することが不可欠です。

図 11 では、BKBL のリグニン含有量と NaAlO2 VIE の影響が BKBLx の VIE によって測定されたことが示されました。脱珪剤を添加しないと、BKBLx の VIE はリグニン含有量の減少とともに減少し、元の BKBL の VIE はほぼ減少します。これは、リグニン含有量がBKBLxのVIEに大きな影響を与えることを示しています。これは、リグニンの熱分解中のガスの放出によるものです。 VIE の減少の理由は、BKBLx34 のリグニン含有量の減少によるガス排出量の減少であると結論付けられます。 リグニン含有量の減少はBKBLxのVIEの減少に直接つながりますが、VIEの増加は促進因子の存在下でより明白になります。 NaAlO2 脱ケイ剤による VIE への影響は、NaAlO2 の粘度低下効果によって引き起こされる可能性があります。 以前の研究から、NaAlO2 の添加により、ゼロせん断速度での BKBL の見掛け粘度が効果的に低下し、ゼロ振動周波数での BKBL の弾性率が向上することがわかります。 したがって、少量の脱ケイ剤を添加すると、BKBL の VIE を大幅に向上させることができます。

脱ケイ素剤を添加したBKBLxのVIE。

不動態化されたBKBLおよび異なる脱ケイ素剤を使用したBKBL70のVIEの変化を図12に示します。NaAlO2は粘度低下によりVIEに明らかな改善効果をもたらしますが、酸性脱ケイ素剤Al2(SO4)3は有意な効果を持ちません。 その理由は、Al2(SO4)3 が BKBL の粘度および弾性固体特性の増加につながり、弾性固体特性の向上と粘度増加の抑制効果が相殺されるためです。 したがって、BKBL の VIE は大きく変化しません。 アルカリ性 NaAlO2 脱ケイ素剤を添加した BKBL70 の VIE は、不動態化された BKBL の VIE より 62.72% 高かった。 さらに、少量の脱ケイ素剤により、抽出されたリグニンが BKBL の膨張性能に及ぼす悪影響を軽減できます。 この研究では、脱ケイ素剤の量が 1.5% のときに、脱ケイ素化率が最も高く、VIE 値が最大に達します。

BKBL70のVIEに対する脱珪剤の促進効果。 脱ケイ素剤の量 (BKBL の総リグニン含有量に基づく)。

簡単に言うと、一部のリグニンを分離すると、BKBL の粘度が大幅に低下するだけでなく、脱ケイ素剤の添加により膨張性能に対する悪影響も軽減されます。 さらに、「部分リグニン分離プロセス」と「黒液燃焼プロセスによる緑液からの脱ケイ素処理」を組み合わせることで、BKBLの処理能力が向上し、最終的にはパルプの生産能力の向上に貢献します。

アルカリ回収ボイラーのBKBL処理能力を向上させ、「シリコン干渉」の影響を軽減するため、BKBLから一定割合のリグニンを分離し、残ったリグニン含有量の低いBKBLを既存のアルカリ回収ボイラーに送る予定です。ボイラー。 そこで、固形物含有量が高く、リグニン含有量が低いBKBLのレオロジーとVIE、およびそれらに対する脱珪剤の影響を研究しました。 BKBL の粘度および VIE はリグニン含有量と密接に関係しています。 リグニン含有量の減少に伴い、BKBLX の見掛け粘度および VIE は減少します。 元の BKBL から 30% のリグニンが分離された場合、残りの黒液 BKBL70 の見掛け粘度は、同じ固形分含有量の不動態化された BKBL の粘度に近く、貯蔵弾性率と散逸弾性率は元の BKBL よりも低かった。 。 BKBL70のVIEは、同じ固形分含有量の不動態化BKBLのVIEより57.2%小さいです。BKBL70は非ニュートン流体からニュートン流体へ移行する傾向がありますが、VIEが下がりすぎるため、BKBL70はクッションを形成できません。アルカリ回収ボイラーの底部で良好な膨張性能を示します。 VIE のリグニン含有量の減少に対する悪影響は、NaAlO2 脱珪剤を添加することで補うことができ、BKBL70 の VIE は、1.5% NaAlO2 脱珪剤を添加すると、不動態化黒液よりも 62.7% 高く大幅に増加します。 さらに、少量の NaAlO2 脱ケイ素剤を添加すると BKBL の見かけの粘度が低下し、BKBL70 のレオロジー特性には明確な影響が及ばないため、BKBL のポンプ輸送と輸送に有益です。

現在の研究中に使用および/または分析されたデータは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

カリフォルニア州ボーら。 カーボンニュートラル化を背景とした州の炭素割り当て配分に関する研究。 Energy Rep. 8、903–915 (2022)。

記事 Google Scholar

Wen, L.、Zhang, J. & Song, Q. STIRPAT およびシステム ダイナミクス モデルに基づく中国のカーボン ニュートラルのシナリオ分析。 環境。 科学。 汚染。 解像度 29、55105–55130 (2022)。

記事 Google Scholar

Lls, A.、Hjc, A. & Qsga, B. 中国は地方の観点から 2060 年カーボンニュートラルの公約を達成できるでしょうか? 上級登る。 チャンさん。 解像度 13(2)、169–178 (2022)。

記事 Google Scholar

Wang, T.、Zhong, Y.、Wang, C. 他竹クラフトパルプ化アルカリ回収システムにおけるシリコン干渉のための低資本の方法 - ScienceDirect。 J. クリーン。 製品。 315、128283.1–128283.7 (2021)。

記事 Google Scholar

Xia、Xら。 低温早苛性化による緑液からのシリコンの除去。 TAPPI J 16(1)、17–21 (2018)。

記事 Google Scholar

Huuha、TS、Kurniawan、TA、Sillanp、MET 化学沈殿と蒸発の統合処理を使用した、パルプ化白水からのシリコンの除去。 化学。 工学 J. 158(3)、584–592 (2010)。

記事 CAS Google Scholar

Do、NH、Pham、HH、Le、TM、他。 稲わら由来の黒液から回収されるリグニン中のシリカ含有量を低減する新しい方法。 科学。 議員 10(1)、21263 (2020)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ルンゲ、TM、ポール。 パルプ製造のための竹の乾燥。 TAPPI J. 14(11)、743–749 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

Selvaraj, MR ナノおよびバイオテクノロジー応用に向けた天然の再生可能なバイオポリマー リグニンの概要。 内部。 Ｊ．Ｂｉｏｌ． マクロモル。 103、508–514 (2017)。

記事 Google Scholar

Ekielski, A. & Mishra, PK 生物経済のためのリグニン: 技術的リグニンの現在および将来の役割。 内部。 Ｊ．Ｍｏｌ． 科学。 22(1)、63 (2020)。

論文 PubMed PubMed Central Google Scholar

Spiridon、I. リグニンの抽出とリグニン由来化合物の治療への応用。 レビュー。 環境。 化学。 レット。 18(3)、771–785 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

リズンディア、E.ら。 多機能リグニンベースのナノ複合材料およびナノハイブリッド。 グリーンケム。 23(18)、6698–6760 (2021)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Piccinino、D. et al. 日焼け止め用途向けの緑色の抗酸化物質および UV シールド成分としてのナノ構造のリグニン。 抗酸化物質 10(2)、274 (2021)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ld、A.、Mp、B.、Ml、A.、他。 世界的なリグニン供給の概要と、石油ベースのポリマーの代替品としてのクラフトリグニンの可能性。 更新します。 持続する。 エネルギー改訂 123 (2020)。

Marcelo, H. 将来のパルプ工場のエネルギーバランスに対するリグニン除去の影響。 XXI TECNICELPA 会議および展示会/VI CIADICYP、12 ～ 15 日 (ポルトガル、リスボン、2010 年)。

Marcelo, H. パルプ工場における追加の収益機会とクラフトプロセスへの影響 (ラッペーンランタ工科大学、ラッペーンランタ、2013)。

Google スカラー

Laaksometsä、C. et al. 生産量増加のためのリグニン抽出と組み合わせたエネルギー節約: ポルトガルのユーカリ工場でのケーススタディ。 クリーンテクノロジー。 環境。 ポリシー 11(1)、22–82 (2009)。

記事 Google Scholar

ルンドバーグ、V. et al. ヘミセルロースとリグニンの分離によるクラフトパルプ工場の製品ポートフォリオの拡大 - ケースミルでのプロセス統合研究。 化学。 工学トランス。 35、127–132 (2013)。

Google スカラー

Xu、Y.、Chen、S.、Zhu、M.、他。 スーパーキャパシタ用の電気化学的性能が向上した、竹パルプ化黒液から得られる新しいシリコン含有リグニンベースの炭素繊維。 Ｊ．Ａｐｐｌ． ポリム。 科学。 138(44) (2021)。

Ziesig, R.、Tomani, P. & Theliander, H. 純粋なリグニン製品の製造パート 2: 黒液の膜濾過透過物からのリグニンの分離。 細胞。 化学。 テクノロジー。 48(9–1)、805–811 (2015)。

Google スカラー

Milanova, E. クラフト黒液固体の膨潤に影響を与える変数。 JPPS 14(4), 95 (1988)。

CAS Google スカラー

Hupa, M.、Solin, P.、Hyoty, P. 黒液液滴の燃焼挙動。 米国ニューオーリンズでの国際化学回収会議にて（1985年）。

ギア、G.ら。 麦わらのソーダパルプ化による黒液の膨潤挙動。 エネルギー燃料 17(1)、46–53 (2003)。

記事 CAS Google Scholar

スー、ZHら。 リンターおよびアシパルプ化からの混合黒液固体の燃焼特性。 BioResources 14(4)、8278–8288 (2019)。

CAS Google スカラー

Zaman, AA & Fricke, AL 高固形分クラフト黒液のニュートン粘度: 温度と固形分濃度の影響。 工業工学化学。 解像度 33(2)、428–435 (1994)。

記事 CAS Google Scholar

Zaman, AA & Fricke, AL ハイソリッドクラフト黒液のニュートン粘度に対するパルプ化条件と黒液組成の影響。 工業工学化学。 解像度 35(2)、590–597 (1996)。

記事 CAS Google Scholar

ザマン、AA およびフリッケ、アラバマ州 高固体針葉樹クラフト黒液の粘弾性特性。 工業工学化学。 解像度 34(1)、382–391 (1995)。

記事 CAS Google Scholar

ウォールモ、H.ら。 リグニンの少ない黒液の蒸発。 Tappi J. 14(7)、441–450 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

Singh、SP、Jawaid、M.、Yadav、B. 他。 麦わら黒液のレオロジー特性に対するpH、温度、固形分含有量の影響。 バイオマス変換バイオレフ。 （2021年）。

SA シンクフィールド 弱い黒液を濃縮するための膜の開発と評価に使用するモデル黒液配合物。 Taapi J. 21(2)、109–112 (2022)。

記事 CAS Google Scholar

Moosavifar, A.、Sedin, P. & Theliander, H. 黒液の粘度と沸点上昇: 黒液からリグニンを抽出した場合の結果。 ノルド。 パルプパプ。 解像度 J. 21(2)、180–187 (2006)。

記事 CAS Google Scholar

Xu、YJら。 竹の調理プロセス中に硫酸アルミニウムとアルミン酸ナトリウムを使用してシリカを除去します。 BioResources 10(4)、7704–7714 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

Xu、Y.ら。 黒液を燃焼させて麦わらパルプからシリコンを除去する方法。 BioResources 10(2)、1988–1997 (2015)。

記事 Google Scholar

Frederick, W.、Noopila, T. & Hupa, M. 燃焼中のパルプ化液滴の膨張。 Ｊ．パルプパプ． 科学。 17(5)、J164–J170 (1991)。

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著者らは、中国国家自然科学財団 (21978161)、国家外国専門家事務局プロジェクト (GDT20186100425) および陝西科学技術大学学術リーダーチーム基金プロジェクト (2013XSD25) の資金援助に感謝したいと思います。 ）。

陝西科学技術大学生物資源化学材料工学部、西安、710021、中国

Shenglin Chen、Yongjian Xu、Kangkang Guo、Xiaoopeng Yue

実験光化学工学教育国立デモンストレーションセンター、陝西科学技術大学、西安、710021、中国

Shenglin Chen、Yongjian Xu、Kangkang Guo、Xiaoopeng Yue

紙ベースの機能性材料の主要研究室、中国国家軽工業、陝西科学技術大学、西安、710021、中国

Shenglin Chen、Yongjian Xu、Kangkang Guo、Xiaoopeng Yue

紙の技術と専門論文に関する陝西重点研究室、陝西科学技術大学、西安、710021、中国

Shenglin Chen、Yongjian Xu、Kangkang Guo、Xiaoopeng Yue

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SC: 方法論、形式分析、データキュレーション、視覚化、原案。 YX: コンセプト化、監修、レビューと編集、資金調達。 KG: リソース、調査。 XY: レビューと編集。

徐永建氏への対応。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

Chen, S.、Xu, Y.、Guo, K. 他固形分が高く、リグニン含有量が低い竹クラフト黒液のレオロジー特性と体積等温膨張率。 Sci Rep 13、2400 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-29350-0

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受信日: 2022 年 11 月 27 日

受理日: 2023 年 2 月 2 日

公開日: 2023 年 2 月 10 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-29350-0

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