汽爆設(shè)備介紹

植物細(xì)胞中的纖維為木素所粘結(jié)，與高溫、高壓蒸汽作用下，纖維素結(jié)晶度提高，聚合度下降，半纖維素部分降解，木素軟化，汽爆設(shè)備橫向連結(jié)強(qiáng)度下降，甚至軟化可塑，當(dāng)充滿壓力蒸汽的物料驟然減壓時(shí)，孔隙中的氣劇膨脹，產(chǎn)生“爆破”效果，可部分剝離木素，并將原料撕裂為細(xì)小纖維。

可以認(rèn)為，汽爆設(shè)備在蒸汽爆破過(guò)程中存在以下幾方面作用：

①類酸性水解作用及熱降解作用：蒸汽爆破過(guò)程中，高壓熱蒸汽進(jìn)入纖維原料中，并滲入纖維內(nèi)部的空隙。由于水蒸汽和熱的聯(lián)合作用產(chǎn)生纖維原料的類酸性降解以及熱降解，低分子物質(zhì)溶出，纖維聚合度下降。

②類機(jī)械斷裂作用：在高壓蒸汽釋放時(shí)，已滲入纖維內(nèi)部的熱蒸汽分子以氣流的方式從較封閉的孔隙中高速瞬間釋放出來(lái)，纖維內(nèi)部及周圍熱蒸汽的高速瞬間流動(dòng)，使纖維發(fā)生一定程度上的機(jī)械斷裂。這種斷裂不僅表現(xiàn)為纖維素大分子中的鍵斷裂，還原端基增加，纖維素內(nèi)部氫鍵的破壞，還表現(xiàn)為無(wú)定形區(qū)的破壞和部分結(jié)晶區(qū)的破壞。

③汽爆設(shè)備氫鍵破壞作用：汽爆設(shè)備在蒸汽爆破過(guò)程中，水蒸汽滲入纖維各孔隙中并與纖維素分子鏈上的部分羥基形成氫鍵。同時(shí)高溫、高壓、含水的條件又會(huì)加劇對(duì)纖維素內(nèi)部氫鍵的破壞，游離出新的羥基，增加了纖維素的吸附能力。瞬間泄壓爆破使纖維素內(nèi)各孔隙間的水蒸汽瞬間排除到空氣中，打斷了纖維素內(nèi)的氫鍵。分子內(nèi)氫鍵斷裂同時(shí)纖維素被急速冷卻至室溫，使得纖維素超分子結(jié)構(gòu)被“凍結(jié)”，只有少部分的氫鍵重組。這樣使溶劑分子容易進(jìn)入片層間，而滲入的溶劑進(jìn)一步與纖維素大分子鏈進(jìn)行溶劑化，并引起殘留分子內(nèi)氫鍵的破壞，加速了葡萄糖環(huán)基的運(yùn)動(dòng)，最后導(dǎo)致其它晶區(qū)的完全破壞，直至完全溶解。

④汽爆設(shè)備結(jié)構(gòu)重排作用：在高溫、高壓下，纖維素分子內(nèi)氫鍵受到一定程度的破壞，纖維素鏈的可動(dòng)性增加，有利于纖維素向有序結(jié)構(gòu)變化 [1]  。同時(shí)，纖維素分子鏈的斷裂，使纖維素鏈更容易再排列。