[發(fā)明專利]一種從制漿黑液中回收半纖維素的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310515265.0
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103541260A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧傳東;李蓉玲;賀敏;唐孝兵;莫世清
• 申請（專利權(quán)）人: 宜賓海絲特纖維有限責(zé)任公司;宜賓絲麗雅股份有限公司
• 主分類號: D21C11/04
• 分類號: D21C11/04;C08B37/14
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 鄒翠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于資源化利用領(lǐng)域，具體涉及從一種從制漿黑液中回收半纖維素的方法。

背景技術(shù)

半纖維素是全球廣泛存在的天然聚合物，在能源日益枯竭、溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重的情況下，生物質(zhì)的開發(fā)利用越來越受到人類的重視，但目前還存在不少難點，半纖維素的綜合利用更是如此，半纖維素由于其自身的缺點，如易降解、難分離等，其利用價值往往容易被人們忽視。

制漿黑液的主要成分是纖維素與半纖維素的堿性降解產(chǎn)物，如糖醛酸、腐植酸、低分子有機酸的鈉鹽。傳統(tǒng)化學(xué)法制漿一般是直接處理原料，原料中的生物質(zhì)尤其是半纖維素大部分進入制漿廢液而被浪費掉忽略了半纖維素作為生物質(zhì)資源的潛在價值。

現(xiàn)有的半纖維素的提取主要是在玉米纖維中，主要的提取方法是水提取法和醇析法。如200610069003.6，名稱為“一種從制漿黑液中回收半纖維素的方法”的發(fā)明專利，該發(fā)明公開了一種提取半纖維素的方法，其主要步驟如下：將植物纖維、堿、水混合后放入帶有攪拌裝置和加熱系統(tǒng)的反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜溫度升至35℃～85℃，同時在300RPM～2000RPM的轉(zhuǎn)速條件下，攪拌10S～10MIN，以常規(guī)方法過濾或離心，得到的濾液或上清液即為半纖維素的提取液；向半纖維素的提取液中加入其2～3倍體積量的80%～95%的乙醇，使可溶性半纖維素沉淀，常規(guī)過濾，收集產(chǎn)物并干燥，得半纖維素。在上述的半纖維素的提取方法中，需要加入大量的乙醇進行沉降，成本較高，且不適用于制漿黑液。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決乙醇提取半纖維素成本高的問題，提供了一種從制漿黑液中回收半纖維素的方法。整個過程基本上都是采用純物理方法進行半纖維素的提取，得到的半纖維素純度高，且運行成本低。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種從制漿黑液中回收半纖維素的方法，其特征在于：制漿黑液經(jīng)常規(guī)方法預(yù)過濾除去大顆粒雜質(zhì)，再將過濾后得到的堿液通過泵進入陶瓷膜裝置進行錯流過濾，將得到的濃縮液加酸中和，收集析出的半纖維素并烘干，得半纖維素；所述經(jīng)預(yù)過濾后的堿液含堿50~100g/l，含半纖維素40~60g/l。

所述的陶瓷膜截留分子量為1000~5000，以物料堿液和半纖維素的分子量來選擇，允許分子量在1000以下的物料通過，由于半纖維素分子量在1000以上，基本上被截留下來，不被通過，有效實現(xiàn)了堿液和半纖維素的分離。

本發(fā)明所述的常規(guī)預(yù)過濾方法是指常規(guī)的絮凝、膜過濾、板框過濾、微孔過濾。

在陶瓷膜的過濾過程中，隨著過濾時間的推移，料液體系的粘度逐漸升高，越來越粘稠，一般的過濾膜達不到要求，易堵塞，且難清洗，使用壽命短，而陶瓷膜不易堵塞，且易清洗，符合半纖維素的過濾要求。

本發(fā)明的過濾方式采用錯流過濾，避免了在死端過濾過程中產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，料液流經(jīng)膜的表面，在壓力的作用下液體及小分子物質(zhì)透過膜，而不溶性物質(zhì)和大分子物質(zhì)則被截留，料液因流速而產(chǎn)生的沖刷作用將膜截留的物質(zhì)從表面剝離并帶走，錯流過濾的沖刷作用可以降低膜的污染程度，因而可以在較長時間內(nèi)使膜維持較高的滲透通量。同時，錯流過程避免了在死端過濾過程中依靠濾餅層進行過濾的情況，分離發(fā)生在膜表面而不是在濾餅層中，因而濾液質(zhì)量在整個過程中是均一而穩(wěn)定的。

所述的加酸中和至PH=6~7，半纖維素的析出效果最好。

所述陶瓷膜運行的溫度為60~80℃，過膜壓差不超過2bar。

所述堿液的進膜壓力為3~6?bar。

本發(fā)明的半纖維素提取方法，最后得到濃縮液的堿液濃度為3~6g/l，半纖維素濃度的50~60g/l。

本發(fā)明半纖維素的收率為70~80%。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明采用陶瓷膜來提取制漿黑液中的半纖維素，為純物理方法進行半纖維素的提取，與現(xiàn)有技術(shù)通過乙醇來提取半纖維素，得到的半纖維素純度更高，且運行成本低；同時，過濾后的濾出液中半纖含量很低，堿濃基本不變，可重復(fù)循環(huán)使用，不會產(chǎn)生環(huán)保壓力。

2、本發(fā)明在進行陶瓷膜過濾前，對堿液先進行預(yù)過濾，除去大顆粒雜質(zhì)，控制堿含量為50~100g/l，半纖維素為40~60g/l，有助于提高陶瓷膜的過濾效率，提高半纖維素的收率。

3、本發(fā)明選擇陶瓷膜來過濾半纖維素，是考慮了陶瓷膜的過濾效率，以及陶瓷膜不易堵塞，易清洗的特性，完全符合半纖維素的過濾要求，半纖維素的收率高，且易于工藝過程流暢，易于維護。