[發明專利]一種利用小麥秸稈制備植物纖維的方法

有效

• 申請號: 201310679879.2
• 申請日: 2013-12-15
• 公開（公告）號: CN103669065A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 石赟;王世余
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: D21C3/02
• 分類號: D21C3/02;D21C1/04
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 鮮林

技術領域

本發明屬于天然物提取領域，即天然纖維素類物質制備領域，具體涉及一種利用小麥秸稈制備植物纖維的方法。

技術背景

小麥秸稈是天然的可再生資源，其主要成分是半纖維素、纖維素和木質素。農民常將其視為廢料，甚至就地焚燒，不僅造成了環境的污染，還造成了資源浪費。我國植物纖維的制備主要依賴于木材，而我國是一個木材資源匱乏的國家，現有的木材很難滿足紙漿業（紙漿的主要成分為植物纖維）及其他植物纖維利用業的快速發展。而專統制漿工藝會使纖維素分子發生降解，使其纖維素的聚合度或分子量降低，不利于深加工利用。改進小麥秸稈制漿工藝，提高產品品質，對于制漿企業和植物纖維深加工企業的發展都有著非常重要的意義。另外，我國土地的沙化問題日益嚴峻，沙塵暴已經成了環境難以避開的惡敵；以小麥秸稈為原料，制得滿足要求且廉價的植物纖維，經化學深加工后可用于固沙，這對于沙漠治理有著不可替代的戰略意義。紙漿的制漿原則是將植物原料分離為單根纖維形態，并使之達到符合使用要求的潔凈程度。通常的制漿工藝有機械磨解法、化學處理法和化學機械法等三種方法，目前大多企業采用的是以氫氧化鈉為主的直接堿煮的化學處理法。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用小麥秸稈優化制備植物纖維的方法，即可再生資源小麥秸稈的再利用；為了實現這一目的，本發明采取以下技術方案：

一種利用小麥秸稈制備植物纖維的方法，其特征在于，包括機械粉碎、酸解、堿解和固液分離四個處理步驟：?

?﹙1﹚機械粉碎

將小麥秸稈分撿以除去雜質，然后用TYSP-500A型多功能粉碎機粉碎，得到80～150目的秸稈粉末原料。

﹙2﹚酸解反應

在室溫下，首先將秸稈粉末加入到三口燒瓶中，按秸稈粉末與質量濃度15%硫酸為1：15.40的質量比加入15%硫酸，攪拌5?min使粉末原料和酸液混合均勻，升溫到100℃、劇烈攪拌下使其酸解反應90min，得到酸處理物料。

﹙3﹚堿解反應

向酸處理物料中加入秸稈粉末與氫氧化鉀質量比為1：1．83～2.02的氫氧化鉀，加入秸稈粉末與質量濃度28%氨水質量比為1：0.45的氨水，攪拌5?min使其混合均勻，在100℃下繼續攪拌堿解反應90min?，其間連接尾氣吸收裝置以吸收放出的氨氣，得到堿處理物料。

﹙4﹚固液分離

將堿處理物料冷卻后倒入燒杯中，再攪拌冷卻至室溫，過濾，然后按秸稈粉末與水質量比為1：2.00洗滌3次得到固體產品。

本發明的特點之一是所設計的工藝路線將傳統的機械和化學方法進行了有效的結合。機械方法使得堿解反應更容易進行，可以減少堿液的用量；同時又增加了酸解反應，可進一步激活秸稈粉末的反應性，減少堿液的用量；這些工藝改進都減少了堿液的消耗量，即節省了原料、降低了成本，又減少了廢水的產生量，符合節能減排的基本要求；而且還提高了產品質量，擴大了其應用范圍。

本發明的另一特點是堿解反應以氫氧化鉀和氨水為堿解液，酸解反應以硫酸為酸解液，所產生的廢水主要含有有機質，鉀、氮、硫等元素；這些都是植物所需的營養物質，經處理后可用于農業灌溉，特別是沙漠土壤；這樣即可以增加土壤的營養物質，又可以有效地解決所產生的廢水的污染問題。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步的說明：

實施例1：

將小麥秸稈分撿以除去雜質，粉碎后得到80目的秸稈粉末原料；向三口燒瓶中加入5．00g秸稈粉末，加入77．00g?15%硫酸，攪拌5?min使粉末原料和酸液混合均勻，升溫到100℃、劇烈攪拌下使其酸解反應90min；再加入9．16g氫氧化鉀和2．25g?質量濃度28%的氨水，攪拌5?min使其混合均勻，在100℃下繼續攪拌堿解反應90min?，其間連接尾氣吸收裝置以吸收放出的氨氣；然后將物料冷卻到50℃后倒入燒杯中，再攪拌冷卻至室溫，過濾，每次用10g水洗滌3次得到固體產品。

按照α-纖維素分析方法測得的結果為：α-纖維素含量42．43％。

實施例2：