林子力

摘 要 目前，有關(guān)紫穗槐纖維基本化學(xué)成分及含量的研究報(bào)道尚十分有限，故本實(shí)驗(yàn)對(duì)紫穗槐纖維各基本組分進(jìn)行測(cè)定并得出結(jié)果：水分含量約為5.27%;苯-乙醇抽提物含量約為12.05%;木質(zhì)素含量約為28.7%;綜纖維素含量約為76.50%;纖維素含量約為48.42%。本研究為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)紫穗槐提供了一定的科學(xué)依據(jù)，對(duì)節(jié)約和高效利用木材資源具有一定意義。

關(guān)鍵詞 紫穗槐;纖維組分;測(cè)定

中圖分類(lèi)號(hào)：S793.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2015）27--02

1 紫穗槐概述

1.1 定義

紫穗槐（Amorpha fruticosa L.）屬豆科植物，又被稱(chēng)之為棉槐、紫花槐。紫穗槐原產(chǎn)于美國(guó)東北部和東南部，紫穗槐的植株一般生長(zhǎng)高度在1～4 m，由于紫穗槐的葉子類(lèi)似于像槐樹(shù)，其所開(kāi)花朵為紫色，且花朵聚集成穗狀。因此，命名為紫穗槐。該植物在我國(guó)有著較廣的種植區(qū)域，主要分布在華北、西北地區(qū)，由于紫穗槐具有較強(qiáng)的耐寒、耐旱、耐濕和耐鹽堿等多種性能;同時(shí)，具有抗風(fēng)沙等多種用途，其屬于易生長(zhǎng)灌木。因此，紫穗槐在一些荒山坡、水多流失較嚴(yán)重的地區(qū)得到了較廣地推廣[1]。

1.2 紫穗槐種植的必要性

紫穗槐在我國(guó)的分布范圍很廣，主要由于得益于以下幾個(gè)方面。首先，紫穗槐能夠較有效地保護(hù)生態(tài)環(huán)境，主要由于紫穗槐具有較強(qiáng)的抗旱性、抗風(fēng)沙性，再加上我國(guó)很多地區(qū)由于人為因素的破壞，導(dǎo)致水土流失現(xiàn)象較為嚴(yán)重。因此，紫穗槐廣泛地種植在道路兩側(cè)及河流溝渠護(hù)坡上，能夠減少水土流失;同時(shí)，紫穗槐的根系十分發(fā)達(dá)，能夠起到“活鋼筋”的作用，且紫穗槐易于繁殖，不需要過(guò)多的人為種植。其次，紫穗槐可以對(duì)鹽堿荒地進(jìn)行改良，增加土地肥力的作用。紫穗槐屬于豆科植物，有著數(shù)量較多的根瘤菌，而且其耐堿性較強(qiáng)，在改良鹽堿地的同時(shí)，也能夠增加土地的肥力。另外，由于紫穗槐葉量大，其每年落葉量達(dá)到2 250～4 500 kg/hm2。研究表明，如果在一塊土地種植5 a紫穗槐，其所處土地的地表的有機(jī)質(zhì)有著較大的改善，且含鹽量下降30%以上。最后，紫穗槐能夠促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，由于紫穗槐的枝條細(xì)長(zhǎng)柔韌，非常適用于筐簍、簸箕等工藝品的編制，也可以作為人造纖維、紙張等原料，很好地幫助農(nóng)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2 紫穗槐研究進(jìn)展

2.1 紫穗槐刨花板的研究

紫穗槐原料的突出特點(diǎn)是纖維的形狀短粗，細(xì)胞腔大，纖維的干縮和濕脹性均大于一般刨花板用材。這些特點(diǎn)決定了其刨花板的物理強(qiáng)度低，吸水厚度膨脹率較高。范德成采用部分對(duì)比試驗(yàn)[2]，利用正交試驗(yàn)方法研究出紫穗槐刨花板生產(chǎn)的較佳工藝條件，結(jié)果表明，紫穗槐能夠作為刨花板原料生產(chǎn)出合格的刨花板。

2.2 紫穗槐制漿的研究

制漿研究表明，紫穗槐纖維呈紡錘性，纖維細(xì)短但勻整，雜細(xì)胞含量較少，紙漿顏色較暗并帶有紫色。山東造紙研究所首次對(duì)紫穗槐這種新的造紙纖維原料進(jìn)行了一系列研究[3]，并使其成功地用于生產(chǎn)化學(xué)漿制膠印書(shū)刊紙。開(kāi)發(fā)利用紫穗槐制漿造紙是很有前途的。

2.3 紫穗槐發(fā)電

生物質(zhì)能發(fā)電主要是利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)和工業(yè)廢棄物為原料，也可以將城市垃圾作為原料，采取直接燃燒或氣化的發(fā)電方式[4]。用紫穗槐作燃料發(fā)電，已經(jīng)引起了生物質(zhì)能電廠的普遍關(guān)注。要實(shí)現(xiàn)利用紫穗槐發(fā)電的目標(biāo)，只在理論上的可行是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須要有充足的原料來(lái)源，只有這樣，紫穗槐發(fā)電才能真正變成現(xiàn)實(shí)。通過(guò)推廣紫穗槐發(fā)電，可以為生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)提供充足的燃料來(lái)源，在保證企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，紫穗槐大面積種植也具有很好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。

3 紫穗槐基本成分測(cè)定

3.1 分析用試樣的采取

在每棵原木梢、腰、底部各鋸2～3塊厚2～3 cm的原木，風(fēng)干后，切成薄片混合，按四分法取樣品100 g用粉碎機(jī)磨成能通過(guò)40目篩的細(xì)末。取能通過(guò)40目篩但不能通過(guò)60目篩的細(xì)末。

3.2 水分含量的測(cè)定

測(cè)定方法是根據(jù)試樣在（105±2）℃下烘干至恒所失去的質(zhì)量與試樣原質(zhì)量之比而求得的，以百分?jǐn)?shù)表示。參考了“GB/T 2677.2-2011 造紙?jiān)纤值臏y(cè)定”的規(guī)定。

（1）

式（1）中，G為扁形稱(chēng)量瓶質(zhì)量（g）;G1為扁形稱(chēng)量瓶與試樣在烘干前的質(zhì)量（g）;G2為扁形稱(chēng)量瓶與試樣在烘干后的質(zhì)量（g）。

3.3 苯-乙醇抽出物含量測(cè)定

測(cè)定方法是用苯—乙醇混合液抽提試樣，然后將抽出液蒸發(fā)，烘干，稱(chēng)量不揮發(fā)的殘?jiān)縖5]。苯—乙醇抽出物包括原料中所含有的樹(shù)脂、蠟及脂肪以及一些乙醚不溶物如單寧及色素等。參考了“GB/T 2677.6-1994 造紙?jiān)嫌袡C(jī)溶劑抽出物含量的測(cè)定”的規(guī)定。

（2）

式（2）中，G為高形瓶質(zhì)量（g）;G1為高形瓶連同已烘干殘余物質(zhì)量（g）;G2為風(fēng)干試樣質(zhì)量（g）;W為試樣水分（%）。

3.4 木質(zhì)素含量測(cè)定

測(cè)定方法是用72%（m/m）硫酸水解已用苯—乙醇抽提過(guò)的原料試樣，從而定量地測(cè)定其殘余物（木質(zhì)素）量，即測(cè)得酸不溶木質(zhì)素含量[6]。參考了“GB/T 10337-2008 造紙?jiān)虾图垵{中酸溶木質(zhì)素的測(cè)定法”的規(guī)定。

（3）

式（3）中，G為濾器烘干后的質(zhì)量（g）;G1為烘干后的濾器連同殘?jiān)|(zhì)量（g）;G2為風(fēng)干試樣質(zhì)量（g）;W為試樣水分（%）。

3.5 綜纖維素含量測(cè)定

綜纖維素是指植物原料在除去木質(zhì)素后所保留的全部半纖維素及纖維素的總量。測(cè)定方法是用亞氯酸鈉處理已抽出樹(shù)脂的試樣以除去其中所含的木質(zhì)素，從而定量地測(cè)定殘留物（綜纖維）的量[7]。本實(shí)驗(yàn)參考了“GB/T 2677.10-1995造紙?jiān)暇C纖維素含量的測(cè)定”的規(guī)定。

3.6 纖維素含量測(cè)定

測(cè)定方法是基于20%硝酸和80%乙醇混合液處理試樣，使試樣品中的木質(zhì)素變?yōu)橄趸举|(zhì)素，所生成的硝化木質(zhì)素和氧化木質(zhì)素溶解于乙醇中;同時(shí)，有大量的半纖維素被水解，氧化而溶出[8]。所得殘?jiān)聪跛嵋掖祭w維素。所得的殘?jiān)^(guò)濾后，用水清洗并烘干，測(cè)定其含量。

（4）

式（4）中，G為玻璃濾器質(zhì)量（g）;G1為盛有烘干后殘?jiān)牟ＡV器質(zhì)量（g）;G2為風(fēng)干試樣質(zhì)量（g）;W為試樣水分（%）。

3.7 結(jié)果

本次實(shí)驗(yàn)測(cè)定了紫穗槐纖維中水分、苯-乙醇抽提物、木質(zhì)素、綜纖維素以及纖維素的含量。經(jīng)過(guò)兩組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比求取平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，得出結(jié)論，基本達(dá)到本次實(shí)驗(yàn)的目的。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，紫穗槐中水分含量約為5.27%;苯-乙醇抽提物含量約為12.05%;木質(zhì)素含量約為28.7%;綜纖維素含量約為76.50%;纖維素含量約為48.42%。測(cè)量值在理論值范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)符合要求，測(cè)量結(jié)果可供參考時(shí)使用。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：劉昀）