[發明專利]一種高粱秸稈制備微晶纖維素的方法

有效

• 申請號: 201810121521.0
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108410923B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 任海偉;沈佳莉;陳鑫;王永剛;范文廣;牛曉倩;李志杰;李志忠;劉曉風;張百剛
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P19/04;D21C5/00;D21C9/10;D21C9/14
• 代理公司: 北京市邦道律師事務所 11437
• 代理人: 段君峰;薛艷

本發明公開了一種高粱秸稈制備微晶纖維素的方法，其包括如下步驟：a堿預處理：將高粱秸稈原料干燥粉碎，離心水洗，進行堿處理；b漂白：將步驟a獲得的高粱秸稈纖維素加入漂白劑進行漂白處理；c酸水解：將酸溶液以液固比為15?30:1加入到所述步驟b獲得的纖維素中，酸水解的溫度為40?100℃，時間為50?90min；d酶解：向所述步驟c獲得的微晶纖維素中加入酶進行酶解，得到酶處理微晶纖維素。本發明的高粱秸稈制備微晶纖維素的方法,拓展了高粱的開發利用途徑，既避免了資源的浪費又有利于保護環境，提高了高粱秸稈的附加值，能夠制得高純度的微晶纖維素。

技術領域

本發明涉及微晶纖維素制備領域，特別是涉及一種高粱秸稈制備微晶纖維素的方法。

背景技術

高粱莖稈高度能達4m-5m，莖稈的鮮重畝產量能達到3000kg-4500Kg。高粱不僅產量高，而且能適應各種惡劣環境，由于高粱具有發達的根系，生長有大量的次生根，吸收水分能力強，莖葉表面又生有一層可以防止水分散失的蠟質層，而且莖稈較高，穗部以下的田間積水對其生長影響不大，因此具有耐鹽堿，抗干旱，耐水澇等多種優良的抗逆性。高粱能適應各種環境條件，在中國、俄羅斯、美國等國家都有廣泛的種植。高粱最有價值的部分便是高粱秸稈，由于含有豐富的水溶性糖類和纖維素成分，被廣泛的應用于制糖，燃料乙醇的生產，飼料、釀酒和造紙等行業。

微晶纖維素(MCC)作為一種優良的生物質材料，原料來源豐富，用途廣泛。目前國內大規模的MCC生產還多以木材、短棉絨為原材料，由于我國本身森林木材資源也不算豐富，使得MCC的大規模生產受到一定的限制，開發利用秸稈、稻草等農作物秸稈廢棄物或白酒丟糟、中藥棄渣等工業廢棄物為原料生產制備MCC成為一種新的趨勢。近年來，國內外很多學者針對MCC的制備工藝的優化和后續的表征、改性、應用都展開了豐富的工作，MCC的制備的來源也越來越廣泛，諸如椰子皮、沙柳、甘蔗渣、麥草秸稈、海帶渣、洋麻、油棕櫚、蘋果渣等材料都相繼被作為原料開發利用。特別是一些低成本的、諸如秸稈等原本只能作為農業廢棄物，或附加值很低的動物飼料的原材料在MCC提取上的應用，起到了變廢為寶、提高再利用附加值的作用，符合國家生態環境保護、可持續發展和農業現代化的時代主題，前景廣闊。

近年來，很多學者都圍繞著MCC的制備做了豐富的研究工作。總體來看，現在制備MCC的方法主要有酸法和酶法這兩大類。其原理都是利用酸或酶水解斷裂纖維素的β-1，4-糖苷鍵，降低聚合度，從而得到MCC。近年來，也有學者用化學藥劑羥基自由基活性氧制備工藝和纖維素的電催化氧化技術等新興工藝方法制備MCC，并將制得的MCC產品用于合成革等產業。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種高粱秸稈制備微晶纖維素的方法,拓展了高粱的開發利用途徑，采用高粱秸稈為原料，制備微晶纖維素，既避免了資源的浪費又有利于保護環境，拓寬了高粱秸稈的資源化利用途徑，提高了高粱秸稈的附加值。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種高粱秸稈制備微晶纖維素的方法，其包括如下步驟：

a、堿預處理：將高粱秸稈原料干燥粉碎，用去離子水100℃水浴處理30-60min，離心后加入0.01-0.05g/mL的堿溶液以液固比5-20:1進行堿預處理，處理溫度為40-70℃，時間為30-90min，離心并洗滌沉淀至中性，收集離心沉淀物，獲得高粱秸稈纖維素；

b、漂白：將步驟a獲得的高粱秸稈纖維素加入漂白劑進行漂白處理，洗滌至中性、脫水干燥至恒重；

c、酸水解：將濃度為0.05-0.09g/mL的酸溶液以液固比為15-30:1加入到所述步驟b獲得的纖維素中，酸水解的溫度為40-100℃，時間為50-90min，洗滌至中性、脫水干燥至恒重，獲得高粱秸稈微晶纖維素；

d、酶解：向所述步驟c獲得的微晶纖維素中加入酶，添加量為2000-4000u/g，液固比為20-25:1，處理溫度為45-55℃，處理時間為1.5-8h，洗滌至中性、脫水干燥至恒重，得到酶處理微晶纖維素。