[發明專利]一種玉米秸稈半纖維素的制備方法

無效

• 申請號: 201310419862.3
• 申請日: 2013-09-14
• 公開（公告）號: CN103467627A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 周景輝;孫廣衛;韓穎;張俊英
• 申請（專利權）人: 大連工業大學
• 主分類號: C08B37/14
• 分類號: C08B37/14;C08H7/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

技術領域

本發明涉及制漿造紙工程與生物質精煉技術，特別是涉及造紙工業過程中降低環境污染同時增加附加值的技術，具體是玉米秸稈制漿蒸煮之前提取其中半纖維素的方法。

背景技術

半纖維素在植物資源中含量僅次于占據第一位的纖維素，因此半纖維素是一種取之不盡、用之不竭的可再生植物資源。半纖維素的含量在植物資源中大約占四分之一到三分之一，這種相對高的半纖維素含量使它們可以作為工業聚合物的新型原料來取代對環境有害的石化產品。對于闊葉木和非木材原料來說，如果在制漿前將植物纖維原料中的半纖維素提取出來，不但可以避免大量的半纖維素浪費，而且提取后的半纖維素經后續加工可以轉化生產乙醇、木糖醇、甘油、生物柴油等一系列增值產品，這對于高效利用天然可再生資源具有非常重要的實際意義。

半纖維素結構具有多樣性，不同生物質資源所含的半纖維素結構存在差異，其降解產物復雜，而且提取成本較高，提取純度不夠，分離難度大，限制了半纖維素的綜合利用，因此，需要加大對半纖維素的基礎研究和應用技術研究，形成比較統一的綜合利用半纖維素的工藝技術，使半纖維素的綜合利用成本降低，同時評估工藝的整體可行性，并得到市場的認可。提取半纖維素的方法有許多種，比較常見的有高溫熱水預提取、酸法提取、堿法提取以及酶法提取等。在這些提取方法中，堿提取在較溫和條件下進行，聚木糖主鏈末端的剝皮反應速度較慢，可以得到聚合度較高的聚木糖，有利于后續改性，而且堿提取無需進行重大設備流程改造，可以非常方便的在現行制漿工業流程中應用，具有很好的工業化前景。

發明內容

本發明立足我國制漿造紙工業現狀，在玉米秸稈制漿前利用堿溶液預處理植物纖維原料，在保證紙漿質量的前提下，提取玉米秸稈中的半纖維素，旨在為植物纖維原料中的半纖維素的開發和利用提供一些理論和生產依據。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種玉米秸稈半纖維素的制備方法，包括以下步驟：

玉米秸稈去葉除髓，風干后切成小段，存入密封袋里平衡水分，取處理后的玉米秸稈裝入蒸煮鍋內，以料液比為1:4～1:9加入濃度為0.36～1.79mol/L的堿溶液，密封蒸煮鍋，保持反應溫度為70℃～100℃，保溫60min～150min后取出冷卻、過濾，得到半纖維素提取液，用乙酸將所述半纖維素提取液的pH值調整為5.5，加入2～3倍體積量的乙醇，使可溶性半纖維素沉淀，過濾，收集產物并冷凍干燥。

本發明所述的制備方法優選所述堿溶液為NaOH或KOH溶液。

本發明所述制備方法優選所述堿溶液的濃度為1.43mol/L。

本發明所述制備方法優選所述料液比為1:8。

本發明所述制備方法優選所述反應溫度為85℃。

本發明所述制備方法優選所述保溫時間為120min。

本發明所述制備方法制得的半纖維素提取液中糖分分析及半纖維提取率測定：

半纖維素是由各種不同種類的單糖組成的多糖復合物，原料分析得知玉米秸稈半纖維素的最主要成分是木糖，此外還有阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸。因此提取液中木糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸的總含量與原料中木糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸總含量的比值即為半纖維素的提取率。

①將半纖維素提取液經4%硫酸水解得到酸水解液，用離子交換色譜檢測酸水解液中木糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸的濃度，得到提取液中半纖維素的含量；

②玉米秸稈原料經過72%和4％的硫酸兩步酸水解得水解液，用離子交換色譜檢測水解液中木糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸的濃度，得到原料中半纖維素的含量；

③取處理后的玉米秸稈原料測定試樣水分含量；

④半纖維素提取率的計算：

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