[發明專利]改進的預水解堿法制造蔗渣溶解漿的方法及其產品

無效

• 申請號: 200810042385.2
• 申請日: 2008-09-02
• 公開（公告）號: CN101514530A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 吳學東;陳惠敏;朱丹
• 申請（專利權）人: 上海士林纖維材料有限公司
• 主分類號: D21C1/04
• 分類號: D21C1/04;D21C3/02;D21H11/12
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司
• 代理人: 董 梅

技術領域

本發明涉及化學工程、水解技術、溶解漿制造工藝領域，具體涉及一種改進的預水解堿法制造蔗渣溶解漿的方法及其產品。

背景技術

木質纖維素原料主要應用于紙漿和溶解漿，后者包括粘膠纖維漿粕、醋酸纖維素溶解漿、硝化纖維素溶解漿和纖維素醚溶解漿等。粘膠纖維漿粕是其中最主要的品種，粘膠纖維漿粕工業經過近百年的發展已形成了完整的原材料和技術體系。近年來，隨著市場需求和纖維產能的急劇擴大，國內粘膠纖維漿粕用量也隨之大增，每年需要進口大量的木漿粕，原料瓶頸矛盾突出；同時，隨著全球對資源和環境的日益關注，森林資源也愈加珍貴。

蔗渣是制糖工業的副產品，原料豐富、價格低廉。早在上世紀六十年代起我國就開始開展蔗渣制造粘膠纖維漿粕的產業化開發，并形成了預水解硫酸鹽法和預水解苛性鈉法二種主要的技術路線。針對蔗渣原料多縮戊糖含量高的特點，上述預水解堿法制漿方法的基本工藝思路是，通過水解除去部分多縮戊糖，并破壞纖維細胞壁結構，為進一步通過蒸煮除去打下基礎。其共同特點是：一、在蒸煮前設立的預水解工序一般采用所謂的無酸水解，即不另外添加酸作為水解催化劑，而是利用原料自身在高溫時分解出的醋酸作為水解催化劑，醋酸的水解活性只有硫酸和鹽酸的幾十分之一，因此，采用小液比、高溫和長時間反應的水解工藝，預水解一般在蒸煮器中進行；二、對預水解最終產物的控制以能溶出并除去為準，具體何種產物不加以控制，一般情況下最終產物以糠醛為主體；三、預水解產物基本沒有加以利用，而是廢棄。

這類蔗渣溶解漿制漿方法的最大特征是，以纖維素提取為核心，將木質纖維素原料中其它組份包括多縮戊糖和木質素盡量多的溶出并與纖維素分離，并通常作為廢棄物排除，體現的是木質纖維素原料中纖維素單一組份利用的思想。這里，多縮戊糖水解以及木質素分解后作為廢棄物，從制漿過程角度看，生產負荷并沒有減少，而且增加了環境負荷，浪費資源。

盡管早就開展了蔗渣溶解漿的產業化開發，但至今未形成大批量工業化應用，蔗渣主要作為造紙原料加以利用，原因在于蔗渣漿粕的反應性能差于木漿和棉漿，可以歸結到蔗渣原料的細胞品質差于木材。盡管蔗渣原料含有45％左右的纖維素，與木材相當，但蔗渣細胞中僅有60％以上的纖維細胞，去髓蔗渣70％以上，遠低于針葉木，也比闊葉木低些，影響了其反應性能。在上世紀六、七十年代資源矛盾尚未突出以及粘膠纖維工藝技術水平不高的背景下，反應性能問題制約了蔗渣粘膠纖維漿粕的應用。重新審視發現，盡管蔗渣的細胞品質稍差于闊葉木，但不遜于竹材，完全可以用于制造溶解漿并提升其價值，做到物盡其用。

實際上，蔗渣中還含有24～25％的多縮戊糖。根據植物纖維水解理論，這些多縮戊糖的水解主要分為二段，第一段是多縮戊糖水解為木糖和L-阿拉伯糖等，也就是所謂多糖的水解；第二段是木糖等單糖分解為糠醛及其進一步分解，也就是所謂單糖的分解。

近年來，隨著天然資源木質纖維素原料應用開發的深入，作為最重要的戊糖，以木糖為原料基礎的糖醇工業發展迅速，通過發酵法生產燃料乙醇也開始起步。因此，木糖的重要性和應用前景凸顯，蔗渣也已發展成為木糖及糖醇工業的重要原料之一。同時，森林和木材資源的匱乏也促使我們重新審視蔗渣原料價值、傳統預水解堿法制漿方法以及提高漿粕反應性能的措施，提出同時考慮纖維素和多縮戊糖的分離、提取和應用的木質纖維素各組份物盡其用的思路。

到目前為止，尚未有從木質纖維素原料各組份綜合利用思想出發，通過控制預水解進程使蔗渣中大部分多縮戊糖水解至木糖為止并加以提取利用以及進一步通過堿法制漿方法制造蔗渣溶解漿的完整技術方案的報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種改進的預水解堿法制造蔗渣溶解漿的方法，同時提供一種可控制水解進程的蔗渣預水解方法，通過調節水解條件，控制多縮戊糖的水解進程，抑制單糖的分解，使多縮戊糖的水解反應主要發生至木糖為止。

本發明所要解決的又一技術問題在于提供一種采用改進的預水解堿法制造蔗渣溶解漿的方法所制得的產品，包括含木糖的水解液和蔗渣溶解漿。

本發明所要解決的再一技術問題在于提供一種上述產品的用途。

本發明解決上述技術問題所采取的技術方案是：一種改進的預水解堿法制造蔗渣溶解漿的方法，包括下述步驟：

(1)蔗渣備料，對蔗渣進行除髓和洗滌；