[發明專利]一種提高核桃殼生物降解效果的預處理方法

有效

• 申請號: 201811199123.7
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109293942B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 燕紅;馮茜;李金達
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種提高核桃殼生物降解效果的預處理方法，涉及一種核桃殼預處理方法。是要解決由于核桃殼中酸不溶木素含量高難于生物降解的問題。方法：一、物理預處理：對核桃殼進行物理研磨，過篩，得到核桃殼粉末；二、化學預處理：將經過物理處理后的核桃殼粉末中加入堿液處理；三、然后濾去堿液，蒸餾水洗滌，經抽濾后，調節pH值，烘干至恒重，即完成。本發明通過聯用物理?化學預處理，物理預處理使得木質素和半纖維素與纖維素的結合層被部分破壞，后續化學處理又使得原料變得多孔，內表面積進一步增大，有利于增大木質素與酶或其他化學物質的接觸面積。進而提高生物降解效果。本發明用于天然木質纖維素降解領域。

技術領域

本發明涉及一種核桃殼預處理方法。

背景技術

目前，資源、能源危機已日益突出，如何高效利用農林廢棄物已成為世界各國關注的焦點，而核桃是當今世重要的油料、干果樹種之一，是世界公認的良好生態、經濟型樹種，在我國22個省區均有種植，主要產區在云南、陜西、山西、四川、河北、甘肅、新疆、安徽等省。以云南為例，其為我國著名的核桃主產區，目前云南核桃種植面積達4280萬畝，產量102萬噸，產值305億元，其省內90％以上的縣(市、區)種植核桃。核桃殼是核桃取仁后的廢棄物，若取仁率按55％計算，則云南每年至少產生核桃殼56.10萬噸。而2016年全球核桃市場產量為725.21萬噸(較2015年的692.55萬噸增長4.72％)，預計未來產量將持續增長，如此一來將至少產生380.90萬噸的核桃殼廢棄物，若將大量集中的核桃殼丟棄或焚燒，將導致嚴峻的環境污染問題并造成嚴重的資源浪費。基于上述資源、能源危機和環境問題，如何利用和處置農林廢棄物、發展綠色經濟已成為各國關注的研究焦點。

人們對農林廢棄物核桃殼的綜合利用展開了研究，如從核桃殼中提取棕色素用于食品加工業。此外，核桃殼還可用作濾料、堵漏材料、生產抗氧化劑和活性炭等。但核桃殼經過資源綜合利用后很可能帶來二次污染，譬如用作吸附材料的核桃殼粉仍需要進行處理，相同的問題也發生在許多核桃殼資源化方式。獲得高效、經濟的核桃殼廢料生物降解方式可對核桃殼無害化處理有顯著的影響，而核桃殼木質素組成成分主要是酸不溶木素(依品種不同含量略有差別，但是均高于50％)，其含量大大高于針葉材、闊葉材，纖維素含量卻明顯低于針、闊葉材、麥草和花生殼等材料，導致其與其他天然木質纖維素相比更加難以生物降解。

發明內容

本發明是要解決由于核桃殼中酸不溶木素含量高，難于生物降解的問題，提供一種提高核桃殼生物降解效果的預處理方法。

本發明提高核桃殼生物降解效果的預處理方法，包括以下步驟：

一、物理預處理：

去除核桃殼中雜質，對核桃殼進行物理研磨，過篩，得到粒徑為60-80目的核桃殼粉末；

二、化學預處理：

將經過步驟一處理后的核桃殼粉末中加入堿液，于55～65℃下處理46～50h；所述堿液為質量濃度6％～10％的Ca(OH)₂溶液；其中核桃殼粉末與堿液的體積比為1:(0.9～1.1)；

三、然后濾去堿液，蒸餾水洗滌殘渣至pH值不再發生變化，經抽濾后，調節pH值至6～7，于55～65℃下烘干至恒重，即完成。

步驟三中使用檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液調節pH值，所述檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液的濃度為0.1mol/L，pH值為3。

步驟三中烘干的具體方法為：放入鼓風干燥箱中干燥。

本發明的有益效果：

本發明通過聯用物理-化學預處理，物理預處理可以使得木質素和半纖維素與纖維素的結合層被部分破壞，聚合度降低，并提高比表面積，后續化學處理又使得原料變得多孔，內表面積進一步增大，有利于增大木質素與酶或其他化學物質的接觸面積。進而提高生物降解效果。