造纸原料蔗渣含有约30%的半纤维素。在碱法制浆过程中有近70%的半纤维素被溶解到蒸煮后的黑液中,这部分溶解的半纤维素使得黑液的粘度增高,增加了黑液提取的能量消耗和用水量,而且在黑液蒸发阶段容易造成蒸发器结垢。由于半纤维素的燃烧热值低,黑液中存在的大量半纤维素将会使碱回收炉的热效率降低。另外,溶解的半纤维素经高温蒸煮,会降解成异变糖酸,从而加大蒸煮用碱的消耗。本研究提出在现有制浆工艺的条件下,在制浆前碱预抽提半纤维素,探索预抽提半纤维素的效果和纯化的最佳工艺参数。在碱法制浆前,采用室温碱溶液提取半纤维素,当碱浓在40-200g/L范围,液比8:1,抽提时间1h,发现半纤维素的抽提率先随碱浓的提高而增加,当碱浓在100g/L时,半纤维素抽提率达到最大值,随后开始缓慢下降;抽提过程中,碱的消耗也随着半纤维素溶出的增加而增加;在总用碱量(预抽提+蒸煮用碱量)保持不变的情况下,用40-60g/L碱抽提后的蔗渣蒸煮,其得率与传统(一次性)蒸煮方法相比稍有下降,浆料中半纤维素含量也稍有下降;用80-100g/L碱抽提后的蔗渣蒸煮,其得率有明显下降,并且浆料中半纤维素的含量很低;用60g/L碱抽提后的蔗渣蒸煮,其脱木素效率提高;当用80-100g/L碱抽提时,因为后续蒸煮用碱不够,蒸煮脱木素效率下降。因此,要保持总用碱量(预抽提+蒸煮用碱量)不变和保障后续蒸煮出来的蔗渣浆的质量,在预抽提阶段不宜用高碱浓(超过60g/L)进行半纤维素预抽提。在蔗渣预抽提半纤维素时消耗了一部分碱。如果要保持总用碱量不变,用预抽提后的蔗渣进行后续蒸煮时与传统的碱法蒸煮相比,其蒸煮用碱量将会减少。同时由于预抽提掉部分半纤维素,用60g/L碱浓预抽提后蔗渣蒸煮,纸浆粘度由16.91cP降低到13.56cP,其黑液与传统蒸煮黑液相比,固形物含量由传统黑液的118.89g/L降低至79.05g/L,热值由12.91MJ/Kg升高到13.62MJ/Kg。虽然60g/L碱抽提后蔗渣蒸煮得到的纸浆的起始游离度比传统蒸煮获得的纸浆游离度要高,但是在相同的打浆程度情况下,经过预抽提的纸浆的游离度更低,说明经过碱抽提的蒸煮纸浆容易打浆。在纸张性能方面,传统蒸煮得到的蔗渣浆的抗张指数和耐破指数比碱抽提后蒸煮的蔗渣浆要高;而撕裂指数则是经过碱抽提的蔗渣浆的略高。采用截留相对分子质量为3000Da和1000Da的两种聚砜膜对用60g/L碱浓抽提得到的蔗渣抽提液进行超滤浓缩。结果表明,室温下超滤速度与流量和压强成正比,但压强的影响更大。超滤后,截留液中的有机物含量相比原液提高3.5倍左右;用乙醇沉淀法回收其中的半纤维素,回收率为64%。回收的半纤维素样品通过水解结合离子色谱、紫外光谱以及凝胶色谱等方法进行表征。结果表明,该条件下碱抽提得到的半纤维素含有约3.7%的木素和91.39%的聚木糖,其重均相对分子质量为45300。对回收半纤维素后的乙醇废液进行蒸馏以回收其中的乙醇。用减压蒸馏法,乙醇的回收率为74.2%。而传统蒸馏法可以回收到87.6%的乙醇,但前者的蒸馏速度约是后者的7倍。本论文研究了室温条件下在碱法制浆前碱预抽提半纤维素的可行性,为提高我国植物纤维资源的利用价值、减少制浆造纸行业对环境的影响指出了一个新的方向。对提高制浆造纸工业和森林工业的经济效益都具有积极的促进作用。