[發明專利]梯度乙醇沉淀從農林生物質中分離純化半纖維素的方法

無效

• 申請號: 201110228477.1
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN102276760A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 彭鋒;任俊莉;孫潤倉;彭湃;邊靜
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08B37/14
• 分類號: C08B37/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于天然產物分離技術領域，涉及半纖維素的分離純化方法，具體涉及一種梯度乙醇沉淀從農林生物質中分離純化半纖維素的方法。

背景技術

農林生物質主要包括農業秸稈和林木生物質兩大類。目前，我國林木生物質資源總量在180億噸以上，喬灌木是我國主要的林木生物質資源，每年因平茬、森林撫育間伐、果樹修剪以及木材加工剩余物等，可獲得8～10億噸。這些農林生物質主要用于直接燃燒產熱，還有一部分用作飼料、肥料和制漿造紙工業的原料，但是農林生物質領域的利用量不足農業廢棄物總量的50%。如何合理利用這些重要的綠色資源具有非常重要的現實意義。

農林生物質主要組分是纖維素、半纖維素和木質素，三者的含量占生物質總量的90%以上。農林生物質等可再生天然資源轉化為化學原料或可降解材料一般有兩種方式：一種是采用直接轉化的方式，將農林生物質全組分直接轉化為工業產品，由于這種轉化不需要對組分進行分離，工藝簡單，可顯著降低成本，但是由于各組分混雜在一起，因此轉化效率低；另一種是采用間接轉化的方式，將農林生物質各組分進行先分離后轉化，這種轉化方式效率高，可獲得最大程度高值化的利用，其中組分分離和組分轉化是兩個關鍵過程。組分分離是將生物質三種組分纖維素、半纖維素和木質素分離，而組分轉化是根椐生物質組分結構特點，通過物理、化學和生物方法轉化為具有重要意義的燃料和材料。然而，傳統的分離方法與技術不能把生物質組分清潔解離，組分轉化過程效率低、產物類型少、污染嚴重（如纖維素工業）。因此，探討農林生物質組分分離及純化，將為農林生物質可再生資源的高效轉化利用提供理論基礎。

半纖維素為可被水或堿溶液從植物細胞壁中提取的多糖類物質，半纖維素與細胞壁其他成分如纖維素、木質素、蛋白質等通過氫鍵、共價鍵以及離子鍵等連接。半纖維素廣泛應用于食品以及非食品行業，可被轉化為化學品，如糠醛、赤蘚糖醇、木糖醇、乙醇和乳酸等；還可作為粘度調節劑、膠凝劑、片劑粘合劑以及濕強度添加劑等；此外，半纖維素有很重要的醫藥價值，可用于生產保護潰瘍、止咳、抗刺激、抗癌等藥物。

半纖維素的分離很早就被研究，且已提出許多分離方法，包括KOH、NaOH、堿性過氧化氫、Ba(OH)₂和Ca(OH)₂等分離方法。堿法提取半纖維素的優點是簡單、成本較低且分離效果好，但是，分離出來的半纖維素一般由幾類半纖維素大分子組成，其化學結構也不同。為獲得性質和結構相同的半纖維素組分以及研究其結構與性質的關系，還需要對分離半纖維素進一步純化，得到不同取代度的半纖維素。

發明內容

本發明的目的在于針對半纖維素分離和純化中存在的問題，提供一種梯度乙醇沉淀從農林生物質中分離純化半纖維素的方法。本發明與現有技術的區別在于，不采用柱層析的方法對半纖維素進行分級純化，而是先采用堿溶液提取，然后利用連續不同濃度的乙醇溶液對提取液進行分級純化，能有效的得到不同分枝度的半纖維素。

為了達到上述目的，本發明采用了如下技術方案。

梯度乙醇沉淀從農林生物質中分離純化半纖維素的方法，包括以下步驟：

（1）將農林生物質去皮后晾干并切成1～3cm的片狀，磨碎，過1.0～3.0?mm孔徑篩得到生物質粉末，將生物質粉末用甲苯和乙醇的混合溶劑提取6～10h，40～60℃干燥10~18h，得到脫脂生物質；

（2）將步驟（1）所得的脫脂生物質用蒸餾水在50～90℃提取2~3h，冷卻后過濾，得到濾液和水不溶性殘渣；

（3）將步驟（2）得到的水不溶性殘渣加入亞氯酸鈉中，加入pH值調節劑調節pH值為3.0～4.0，在50~100℃提取1~4h，殘渣用蒸餾水洗滌至中性，在40~60℃下干燥16~20h，得到綜纖維素；

（4）將步驟（3）得到的綜纖維素用6~10%（wt.）KOH溶液在40~60℃提取8~16h，過濾，收集濾液，用蒸餾水洗滌殘渣后得到的洗滌液也合并入濾液，得到半纖維素提取液；