[發明專利]一種提取果蔬殘渣制備流平劑的方法

在審

• 申請號: 201810616622.5
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108611897A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 柏良久;陳厚;王文香;馬曉剛;孫志向;張甲康;袁志茹;魏東磊;楊華偉;牛余忠
• 申請（專利權）人: 魯東大學
• 主分類號: D21C3/20
• 分類號: D21C3/20;C08B1/02;C08B3/18;C09D7/47
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本發明涉及一種利用低共熔溶劑提取葡萄皮、葡萄籽、柑橘等果樹殘渣中纖維素制備流平劑的方法，包括選用堿性低共熔溶劑提取纖維素及酸性低共熔溶劑參與纖維素酯化的工藝。通過選擇合適的組成和配比來調節低共熔溶劑的物理化學性質，發揮其作為綠色溶劑在纖維素提取酯化過程中的應用能力，實現利用不同果蔬殘渣制備纖維素酯基流平劑的綠色工藝。

技術領域

本發明涉及一種提取果蔬殘渣制備流平劑的方法，包括低共熔溶劑參與下果蔬殘渣中纖維素的提取、纖維素的酯化工藝，屬于纖維素的預處理及纖維素酯的制備領域。

背景技術

農業廢棄物資源化再利用是影響農業發展的關鍵因素，是國家發展生物質能源的重點戰略，可實現農業廢棄物變“廢”為“寶”，消除環境污染，改善生態環境，促進農業的可持續發展。2016年，國家出臺了《關于推進農業廢棄物資源化利用試點的方案》，明確部署圍繞農作物秸稈等廢棄物，以就地消納、能量循環、綜合利用為主線，著力探索構建農業廢棄物資源化再利用的有效治理模式。據國家統計局、農業部統計，2016年我國果蔬總產量約為10.5億噸，約產生2.9億噸的果蔬廢棄物。果蔬廢棄物可通過提取多酚、蛋白質、氨基酸、果膠等得到利用，提取后的殘渣含有大量纖維素、半纖維素和木質素等成分，通常采用直接掩埋或焚燒，不僅造成資源浪費，而且污染環境，已成為不容忽視的問題。因此，如何對果蔬殘渣進行資源化再利用，提高其附加值，是果蔬加工產業亟需解決的關鍵問題。

目前，在果蔬殘渣的利用方面主要采用青貯、發酵、碳化等傳統方法，將其轉化為動物飼料、有機肥、生物質炭等產品。然而，現有技術已很難適應當前市場經濟的需求，存在果蔬殘渣利用技術落后，利用率低，推廣價值不高。如菠蘿深加工后的廢棄物，大多采用烘干直接燃燒供熱或者還田的方式，創新性技術少；蘋果、柑橘等殘渣可制成動物飼料，實現一定程度上的資源再利用，但附加值低，存在農藥化肥殘留等問題。以纖維素酯化制取高附加值纖維素酯為例，果蔬殘渣中伴存的木質素的基本單元是苯丙烷基，由醚鍵和碳-碳鍵鏈接而成，不但自身無法水解，而且在纖維素與半纖維素周圍形成保護層，影響纖維素和半纖維素的酯化。

纖維素價格低廉、無毒無害、可生物降解，其應用推陳致新，而纖維素的提取依然是國內外研究的熱點和難點。目前，纖維素的提取方法中物理方法造成纖維素降解嚴重，酸堿處理法產生大量廢液，有機溶劑處理體系能夠實現溶劑回收，但也會造成揮發性有機化合物（VOC）污染。離子液體能夠有效分離纖維素，但其成本較高，難以形成產業化。新興“低共熔溶劑”技術摒棄機械研磨和化學蒸煮，在殘渣處理過程中能提純纖維素并可副產高純木質素。此外，采用DES對纖維素原料預處理能夠顯著增強其分散與溶脹性，在纖維素的提取轉化工藝中展現出較大優勢。改變DES的氫鍵供體與受體的類型及含量，可實現木質素、纖維素的定向提取，部分酸性DES可制備高附加值纖維素納米晶，DES也可以直接作為反應溶劑實現纖維素可控改性。然而，主體DES空穴對客體纖維素、木質素的專一性捕獲，主客體作用方式和作用強度等提取轉化中的共性與個性等問題有待進一步探究。

流平劑是一種重要的涂料助劑，在干燥成膜過程中能賦予涂料形成一個平整、光滑、均勻的涂膜。目前國內外所采用的粉末涂料流平劑有：醋丁纖維素、聚乙烯醇縮丁醛、聚丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯等。針對當前果蔬殘渣纖維素提取與化學改性過程中三廢產生嚴重，產品附加值低等問題，本發明采用低共熔溶劑技術改善纖維素提取工藝，實現溫和條件下果蔬殘渣中纖維素的高效提取，建立纖維素綠色酯化轉化關鍵技術體系，突破現有工藝高廢酸產生的瓶頸問題，為產業化利用奠定基礎。

發明內容

本發明專利的目的在于提供一種提取果蔬殘渣制備流平劑的方法。

為達到上述目的，本發明具體技術方案是：

（1）利用低共熔溶劑提取果樹殘渣中纖維素，提取體系包括：果樹殘渣、低共熔溶劑，其中，按質量比，果樹殘渣、低共熔溶劑 =1﹕1~20；提取溫度：20~60攝氏度；提取次數：1~3次；提取時間：6~24小時；