本發(fā)明涉及制漿造紙以及紡織工業(yè)領(lǐng)域，尤其涉及一種原位測定化學(xué)漿冷堿浸漬過程碳水化合物溶出量方法。

背景技術(shù)：

冷堿浸漬，又稱冷堿抽提，在化學(xué)漿精制過程中，是指將化學(xué)漿浸泡于冷堿液中，經(jīng)潤張，溶解半纖維素后得到高純度纖維素纖維的過程?；瘜W(xué)漿只有其純度達(dá)到一定值(通常甲纖含量高于90.0％)后，才能用于制備相應(yīng)的纖維素材料，如制成各種再生纖維、塑料替代膜等。高純度化學(xué)漿在制備纖維素衍生物時(shí)，能夠保證較高的產(chǎn)品得率以及較低的衍生化試劑用量。因此，化學(xué)漿的純化對于其是否能用于制造高附加值纖維素產(chǎn)品時(shí)至關(guān)重要的?；瘜W(xué)漿在冷堿抽提過程中，半纖維素以及降解的纖維素等碳水化合物逐漸溶出，其溶出量的多少以及增幅決定了冷堿抽提過程的進(jìn)行程度。一般情況下，冷堿抽提的堿濃控制在100g/LNaOH以上，因此，冷堿液的回用對于純化工藝的經(jīng)濟(jì)效益是有利的。然而，回用冷堿液時(shí)，冷堿過程液中的半纖維素會逐漸富集，反而抑制了下一批次碳水化合物的溶出，不利于化學(xué)漿的提純。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測冷堿抽提液中碳水化合物濃度，對冷堿抽提工段的過程控制關(guān)重要的。目前，關(guān)于冷堿浸漬過程中碳水化合物溶出量的測定，傳統(tǒng)的方法主要是通過在強(qiáng)酸環(huán)境下利用重鉻酸鉀使碳水化合物完全氧化，然后測定消耗的重鉻酸鉀量，利用化學(xué)計(jì)量學(xué)原理算出碳水化合物溶出量。該方法操作繁瑣，耗時(shí)長，并不適合于冷堿浸漬過程實(shí)時(shí)監(jiān)測。因此，有必要開發(fā)一種新的檢測方法來快速且準(zhǔn)確的測定冷堿浸漬液中碳水化合物溶出量。

因半纖維素和降解的纖維素等碳水化合物的溶解，冷堿浸漬液的折光率逐漸發(fā)生變化，反映到紫外可見光譜上就是吸光度發(fā)生一定改變。所以理論上是可以通過測定冷堿浸漬濾液在紫外可見光范圍下的吸光度從而判斷出碳水化合物溶出量大小的。但是，粘膠過濾液中還有其它極微小的顆粒物。當(dāng)冷堿液中碳水化合物含量過高時(shí)，顆粒物越多。這些物質(zhì)也會產(chǎn)生光譜吸收。因?yàn)檫@些顆粒物粒徑的不均一性，在采用單一波長下的吸光度進(jìn)行測定溶出量時(shí)，往往致使結(jié)果失真。因此，可以采用多波長法甚至全波長法結(jié)合化學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理來獲取更多的光譜信息，從而保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

采用流動(dòng)注射分析技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)過程液的原位分析，無需過多的處理即可得到冷堿抽提液的光譜信息，同時(shí)也避免了人為造成的誤差。

綜上所述，可以利用流動(dòng)注射紫外/可見光譜分析技術(shù)結(jié)合化學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，即可實(shí)現(xiàn)冷堿抽提過程中碳水化合物溶出量的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種原位測定化學(xué)漿冷堿浸漬過程碳水化合物溶出量方法，克服目前測定方法所存在的弊端。

本發(fā)明采用流動(dòng)注射-紫外/可見分光光度計(jì)直接測定冷堿過濾液在450-850nm處的吸光度值，利用冷堿抽提液中碳水化合物實(shí)際濃度與吸光度值之間的相關(guān)關(guān)系，采用化學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理得到一個(gè)準(zhǔn)確的碳水化合物溶出量預(yù)測模型，通過輸入光譜信息至模型中，即可實(shí)現(xiàn)冷堿浸漬液中碳水化合物溶出量的實(shí)時(shí)監(jiān)測。該方法可以實(shí)現(xiàn)原位快速測定，其分析結(jié)果準(zhǔn)確度高，且操作簡便。

具體技術(shù)方案如下：

一種原位測定化學(xué)漿冷堿浸漬過程碳水化合物溶出量方法，包括以下步驟：

步驟(1)采用蠕動(dòng)泵將冷堿濾液泵入流動(dòng)比色皿中；即，使冷堿浸漬過程液泵入到比色皿中；

步驟(2)采用(紫外/可見光源)光度計(jì)對樣品溶液進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測：經(jīng)步驟(1)處理后，比色皿中液體充滿后，啟動(dòng)光度計(jì)對已知碳水化合物溶出量的多種冷堿浸漬液樣品進(jìn)行紫外可見光譜法檢測，得到相應(yīng)的特征波長下的吸光度自動(dòng)輸出在數(shù)據(jù)處理器上；

步驟(3)建立相應(yīng)的預(yù)測模型：將步驟(2)中得到的各反應(yīng)時(shí)刻下的吸光度進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，建立碳水化合物溶出量的預(yù)測模型；

步驟(4)采用光度計(jì)對樣品進(jìn)行檢測：將經(jīng)步驟(1)和(2)處理后得到的相應(yīng)的特征波長下的吸光度數(shù)據(jù)輸入到經(jīng)步驟(3)建立的預(yù)測模型中，自動(dòng)得到冷堿浸漬液中碳水化合物溶出量，并輸出測定值。

上述步驟(1)中所用比色皿有效光程為10mm。

上述步驟(2)中所述冷堿浸漬液樣品數(shù)大于30種；所述特征波長范圍為450-850nm。

上述步驟(3)所述數(shù)學(xué)處理方式為小波去噪和正交信號校正。

上述步驟(3)所述預(yù)測模型建立方法為偏最小二乘法回歸分析。

本發(fā)明與傳統(tǒng)的檢測方法(重鉻酸鉀氧化法)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：

采用本方法測定冷堿浸漬過程液中碳水化合物溶出量時(shí)，只需將過程濾液泵入比色皿中測定其紫外可見光譜信號即可(＜1min)，然后將光譜數(shù)據(jù)處理后直接輸入到模型中即可得到具體的碳水化合物溶出量數(shù)據(jù)；

因此，采用本方法進(jìn)行冷堿浸漬過程液中碳水化合物溶出量的測定時(shí)，不僅使檢測結(jié)果可以當(dāng)場給出，而且結(jié)果客觀準(zhǔn)確。特別適用于實(shí)驗(yàn)室以及工廠車間中冷堿浸漬過程液中碳水化合物溶出量的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)例中的建立模型所采集的全部堿浸漬過濾液的紫外/可見光譜圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)例中所建立的預(yù)測模型的內(nèi)部交互驗(yàn)證結(jié)果圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)例中通過通用模型得到的預(yù)測值與實(shí)際值之間的關(guān)系圖。

圖4為本發(fā)明工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1至圖4具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施方式。

測定冷堿浸漬液中碳水化合物溶出量

(1)樣品紫外可見光譜信號采集：調(diào)節(jié)閥1(如圖4)，打開蠕動(dòng)泵，使冷堿浸漬過程液泵入到比色皿中；待比色皿中液體充滿后，啟動(dòng)紫外分光光度計(jì)(光源、檢測器)對冷堿浸漬液進(jìn)行紫外可見光譜法檢測，得到450-850nm的特征波長下的吸光度光譜圖(如圖1)；

(2)對已知碳水化合物溶出量的多種冷堿浸漬液在特定波長范圍內(nèi)對應(yīng)的吸光度譜圖進(jìn)行正交信號校正和一階導(dǎo)數(shù)預(yù)處理等數(shù)學(xué)處理，利用偏最小二乘法回歸分析建立相應(yīng)的預(yù)測模型(如圖2)：

(3)采用紫外/可見分光光度計(jì)對樣品進(jìn)行檢測：將經(jīng)步驟(1)處理后得到的相應(yīng)的特征波長下的吸光度數(shù)據(jù)輸入到經(jīng)步驟(2)建立的預(yù)測模型中，自動(dòng)得到冷堿浸漬液中碳水化合物溶出量，并輸出測定值。

圖3為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。

實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。其它任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。