[發(fā)明專利]生物基纖維膠(BFG)和生產(chǎn)BFG的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380047060.2
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN104662076A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬達(dá)夫·P·亞達(dá)夫;凱文·B·希克斯;戴維·約翰斯頓;凱爾·A·哈納;特里維尼·P·舒克拉
• 申請（專利權(quán)）人: 美國農(nóng)業(yè)部;Z-特里姆控股公司
• 主分類號(hào): C08L5/00
• 分類號(hào): C08L5/00;A23L1/0526
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;李家浩

相關(guān)申請的參考

本申請主張于2012年7月11日提出的美國臨時(shí)申請61/670,188號(hào)的權(quán)益，并將其整體引用于此作為參考。

發(fā)明背景

本文描述的是用于制備生物基纖維膠的方法，其包括：

(a)將農(nóng)業(yè)材料與在約75℃至約150℃的范圍(優(yōu)選在約85℃至約90℃的范圍)的溫度下加熱的堿性溶液混合，以形成漿料；

(b)從所述漿料分離出不溶性成分以產(chǎn)出具有約9至約14的pH(優(yōu)選在約10至約12的范圍)的溶液，其中，所述溶液包含約0.1至約10wt％的固體物，其中，所述固體物是堿溶性組分；

和下述步驟(c)-(i)中之一：

(c)將所述溶液蒸發(fā)至約16至約23wt％的固體物，并且干燥成粉末；

(d)將所述溶液的pH調(diào)整為約2至約12的pH(優(yōu)選調(diào)整為約4至10的pH，更優(yōu)選調(diào)整為約4至約7的pH)，將所述溶液蒸發(fā)至約16至約23wt％的固體物，并且干燥成粉末；

(e)將所述溶液蒸發(fā)至約16至約23wt％的固體物，將所述溶液的pH調(diào)整為約2至約12的pH(優(yōu)選調(diào)整為約4至10的pH，更優(yōu)選調(diào)整為約4至約7的pH)，并且干燥成粉末；

(f)將所述溶液蒸發(fā)至約16至約23wt％的固體物，用約二至約五體積的有機(jī)溶劑(例如，乙醇、異丙醇)沉淀出所述可溶性成分以形成沉淀物和上清液，并且分別干燥所述沉淀物和所述上清液；

(g)將所述溶液蒸發(fā)至約16至約23wt％的固體物，將所述溶液的pH調(diào)整為約2至約12的pH(優(yōu)選調(diào)整為約4至10的pH，更優(yōu)選調(diào)整為約4至約7的pH)，用一至五體積(優(yōu)選為2體積)的有機(jī)溶劑(例如，乙醇、異丙醇)沉淀出所述可溶性成分以形成沉淀物和上清液，并且分別干燥所述沉淀物和所述上清液；

(h)將所述溶液的pH調(diào)整為約2至約12的pH(優(yōu)選調(diào)整為約4至10的pH，更優(yōu)選調(diào)整為約4至約7的pH)，將所述溶液蒸發(fā)至約16至約23wt％的固體物，用約一至五體積(優(yōu)選為約2體積)的有機(jī)溶劑(例如，乙醇、異丙醇)沉淀出所述可溶性成分以形成沉淀物和上清液，并且分別干燥所述沉淀物和所述上清液；或

(i)將所述溶液的pH調(diào)整為約2至約5的pH(優(yōu)選為約3.5至約4.5)以沉淀半纖維素A，用約2體積的有機(jī)溶劑(例如，乙醇、異丙醇)處理剩余的溶液以形成沉淀物和上清液，并且分別干燥所述沉淀和所述上清液；和

任選地用下述中的至少一種預(yù)處理溶液：

(1)使所述溶液脫鹽，脫鹽后的溶液成為溶液；

(2)使溶液通過至少一種納濾膜或超濾膜或滲濾膜，滲透液成為溶液；或

(3)使溶液通過至少一種納濾膜或超濾膜或滲濾膜，滲余液成為溶液。

也描述了通過這些方法生產(chǎn)的產(chǎn)品以及它們的一些用途。

當(dāng)用堿性溶液提取木質(zhì)纖維素農(nóng)業(yè)殘?jiān)?例如，玉米秸稈(corn?stover)、小麥秸稈、稻秸稈等)、農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品(例如，玉米麩、玉米纖維、燕麥麩、稻殼、甘蔗渣等)和能源作物(例如，芒草、柳枝稷等)以生產(chǎn)用于食品和生物燃料應(yīng)用的富含纖維素的組分時(shí)，來自加工的廢液必須在其可被丟棄之前進(jìn)行昂貴的廢物處理。同時(shí)，目前對能夠替代石油獲得的和/或進(jìn)口的水包油和油包水乳化劑、粘接劑、粘合劑、油井鉆探泥漿和水力壓裂泥漿的有用成分、增粘劑、抗氧化劑、可溶性膳食纖維和血清膽固醇還原劑的低成本、生物基產(chǎn)品存在需求。令人吃驚地，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，來自上述木質(zhì)纖維素產(chǎn)品加工的廢液通過蒸發(fā)、干燥、膜過濾、溶劑沉淀和/或本文所述的其他方法進(jìn)行加工能夠產(chǎn)出可用作上述石油獲得的和/或進(jìn)口的產(chǎn)品的替代品的新組合物。因此，該發(fā)現(xiàn)允許將具有負(fù)價(jià)值的廢料轉(zhuǎn)化成具有本文所述的許多應(yīng)用的增值產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

一種用于制備生物基纖維膠的方法，其包括：

(a)將農(nóng)業(yè)材料與在約75℃至約150℃的范圍(優(yōu)選在約85℃至約90℃的范圍)的溫度下加熱的堿性溶液混合，以形成漿料；

(b)從所述漿料分離出不溶性成分以產(chǎn)出具有約9至約14的pH(優(yōu)選在約10至約12的范圍)的溶液，其中，所述溶液包含約0.1至約10wt％的固體物，其中，所述固體物是堿溶性組分；

和下述步驟(c)-(i)中之一：

(c)將所述溶液蒸發(fā)至約16至約23wt％的固體物，并且干燥成粉末；