[發明專利]一種分離植物中的纖維和木質素的綠色新工藝

有效

• 申請號: 201611037911.7
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN106522009B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 詹永田
• 申請（專利權）人: 詹闖
• 主分類號: D21C5/00
• 分類號: D21C5/00;D21B1/02;D21B1/06;D21D5/02;C08H7/00
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙)11368
• 代理人: 劉玲玲

技術領域

本發明涉及一種分離工藝，具體涉及一種分離植物中的纖維和木質素的綠色新工藝。

背景技術

隨著煤、石油等化石資源儲量的逐漸減少，以及各國能源和原材料需求量的增加，僅僅靠化石資源已不能滿足經濟和社會發展的需要，尋找化石資源的替代品已成為目前和今后的發展趨勢。

在我國，植物秸稈資源豐富，若能充分高效地利用這一豐富的可再生資源，將其轉化成高值化產品或能源，對補充逐漸減少的化石資源的不足，促進我國經濟的可持續發展具有重要作用。

植物秸稈主要由纖維和木質素組成，對這些組分進行有目的轉化,可獲得現代社會和經濟生活中有使用價值的新材料、化工原料、高熱值燃料、功能食品和藥物。

纖維轉化可獲得：

(1)各種功能材料，例如：生物醫用材料(纖維素)、貯能材料、發光材料、新一代液晶顯示材料；

(2)食品添加劑，例如：各種低聚糖、葡萄糖；

(3)各種化工產品，例如：乙醇、乙酸、丙酮、丁醇、1-(2-呋喃基)-2-羥基-乙酮。

木質素轉化可用作橡膠補強劑、鉆井泥漿添加劑、混凝土減水劑、肥料農用地膜，還可以通過轉化獲得酚類、芳香醛、酮、酚醛樹脂、烷等化工產品以及飼料。

需要指出的是，植物秸稈中各組分轉化為有使用價值產品的關鍵是將其各組分預先分離。但是，由于缺乏有效的分離技術，植物秸稈中應用價值潛力巨大的各組分的有效轉化仍是一個難題。盡管困難重重，國內外科研工作者仍堅持這方面的研究工作，并取得了一定的研究成果。

縱觀現有的分離纖維和木質素的技術，其仍存在一些嚴重的缺陷或不足：

(1)植物秸稈中各組分不能全部分離出來，結果造成原料浪費；

(2)在植物秸稈處理或分離過程中，使用了帶有腐蝕性或揮發性的化學試劑，這樣不僅會改變木質素和纖維的化學結構，而且會造成環境嚴重污染，同時還會因需要使用耐腐蝕、耐高壓設備而造成設備成本增加；

(3)有些分離試劑不能有效回收或循環利用，或即使分離試劑能夠回收，但回收方法復雜，不利于推廣和使用。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種分離植物中的纖維和木質素的綠色新工藝，該工藝不僅能夠將植物秸稈中的纖維和木質素全部分離出來，而且在整個分離過程中不使用任何化學試劑，污染物零排放，堪稱是真正的綠色新工藝。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種分離植物中的纖維和木質素的綠色新工藝，其特征在于，包括以下步驟：

Step1：將絕干的植物切成50mm長的段，或者50mm長、50mm寬、5-10mm厚的片；

Step2：將切好的植物投入加熱鍋中，同時向加熱鍋中添加適量的水，絕干的植物與水的液比為1:3-1:3.5；

Step3：在40min內將加熱鍋的溫度升至140-160℃，對植物進行飽和蒸汽蒸煮加熱，并恒溫保溫2-4h；

Step4：將經飽和蒸汽蒸煮加熱后的植物投入磨機中進行研磨粉碎，再用水進行稀釋，料液的終濃度為0.5wt％-0.6wt％；

Step5：對上述料液進行篩選，取出篩上長的、大的纖維渣，將篩下的物質進行下一步處理；

Step6：利用錐形除渣器對上述經過篩選得到的料液進行除渣，取出圓的、方的、塊狀的渣子，得到終濃度為0.5wt％-0.6wt％的料液；

Step7：將經除渣后得到的料液置于內網式或外網式洗滌裝置中進行洗滌，料液中的纖維留在洗滌網中，脫水后形成產品，料液中的木質素隨水流出內網式或外網式洗滌裝置；

Step8：將從內網式或外網式洗滌裝置中流出的料液用斜板沉降裝置進行淺層沉降，沉降后，將下層的濁水采用氣浮法進行處理，經處理后木質素漂浮到液面上，采用刮板機將其輕輕刮起，脫水后形成產品。

前述的分離植物中的纖維和木質素的綠色新工藝，其特征在于，在Step1中，前述絕干的植物選自小麥秸稈、大麥秸稈、燕麥秸稈、水稻秸稈、棉花秸稈、野草、竹子、灌木、木材枝丫及下腳料和蘆葦中的任意一種或任意幾種。

前述的分離植物中的纖維和木質素的綠色新工藝，其特征在于，在Step5中，前述篩上長的、大的纖維渣不扔掉，將其與經過飽和蒸汽蒸煮加熱后的原料混合，再次投入磨機中參與研磨粉碎。

前述的分離植物中的纖維和木質素的綠色新工藝，其特征在于，在Step6中，前述圓的、方的、塊狀的渣子不扔掉，將其與經過飽和蒸汽蒸煮加熱后的原料混合，再次投入磨機中參與研磨粉碎碎。