[發(fā)明專利]一種快速分離甘蔗渣中半纖維素、纖維素以及木素的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910121751.1 | 申請日： | 2019-02-19 |
| 公開（公告）號： | CN109851693A | 公開（公告）日： | 2019-06-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 姚雙全;馮成啟;覃程榮;聶雙喜;王雙飛;梁辰 | 申請（專利權(quán)）人： | 廣西大學(xué) |
| 主分類號： | C08B37/14 | 分類號： | C08B37/14;C08H7/00;D21C5/00 |
| 代理公司： | 北京君恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11466 | 代理人： | 韋劍思;黃啟行 |
| 地址： | 530004 廣西壯族自治*** | 國省代碼： | 廣西;45 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 纖維素 木素 半纖維素 甘蔗渣 蒸餾水 對甲苯磺酸 快速分離 濾渣 甘蔗渣粉末 蔗渣 反應(yīng)條件 分離濾液 離心洗滌 時間條件 市場潛力 水浴加熱 上清液 新途徑 常壓 單糖 降解 去除 收率 脫除 簡易 清潔 | ||
本發(fā)明公開一種快速分離甘蔗渣中半纖維素、纖維素以及木素的方法，將絕干的甘蔗渣粉末加入水浴加熱的對甲苯磺酸溶液中反應(yīng)15?40min，加入的蒸餾水終止反應(yīng)，分離濾液和濾渣，濾渣為甘蔗渣中的纖維素；在濾液中加入蒸餾水，靜置后離心分離，去除上清液，離心洗滌沉淀物，得到甘蔗渣中的木素；本發(fā)明的對甲苯磺酸溶液可以在較低溫度、常壓、較短時間條件下，對蔗渣中的纖維素、半纖維素以及木素進(jìn)行充分分離，快速且高效，反應(yīng)過程中，木素收率可達(dá)90％以上，半纖維素完全降解成單糖被脫除，纖維素幾乎不被破壞，本發(fā)明拋開了傳統(tǒng)、有害、操作復(fù)雜的方法，轉(zhuǎn)向清潔、高效、操作簡易的新途徑，反應(yīng)條件溫和，安全性高，市場潛力巨大。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及生物質(zhì)精煉技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種快速分離甘蔗渣中半纖維素、纖維素以及木素的方法。
背景技術(shù)
全球每年產(chǎn)生大約750億噸植物纖維素，纖維素是一種來源豐富，可再生，可生物降解的生物聚合物。纖維素是地球上最豐富的天然高分子之一，主要來源于樹木和其他高等植物，是自然界取之不盡、用之不竭的可再生資源。由于石油危機(jī)和近年石油化工原料價格猛漲，尤其以石油產(chǎn)品為原料的合成高分子對環(huán)境和人類健康帶來的負(fù)面影響，與纖維素的生物降解性、生物相容性和易衍生化等特點形成鮮明對比，使人們把注意力集中到纖維素這一可再生資源上，從20世紀(jì)70年代開始各類纖維素理論研究和深加工技術(shù)進(jìn)入了高速發(fā)展的階段，現(xiàn)已成為最具有開發(fā)利用價值的天然高分子材料之一。目前纖維素已被證明具有多種應(yīng)用，其中包括在塑料替代品，電子，能源，生物醫(yī)學(xué)和光子學(xué)等領(lǐng)域。
甘蔗渣是甘蔗經(jīng)過榨糖之后剩余的、由纖維細(xì)胞和雜細(xì)胞(多為薄壁細(xì)胞)組成的固體殘余物，簡稱蔗渣。甘蔗渣是一種常見的富含纖維素的經(jīng)濟(jì)作物。然而，甘蔗渣的高值化應(yīng)用目前仍停留在一個較低的水平，其主要原因在于纖維素與細(xì)胞壁中的木質(zhì)素和半纖維素緊密交織在一起，難以有效地對纖維素進(jìn)行分離。木質(zhì)素在天然膠黏劑、添加劑以及表面活性劑的年齡與有著潛在的應(yīng)用價值。目前分離纖維素的方法主要有堿法、稀酸法、離子液體法、有機(jī)溶劑以及亞硫酸鹽法。然而，這些方法不僅生產(chǎn)成本高，對設(shè)備要求高，而且分離效率相對較低，難以推廣使用。因此，如何能清潔化、高效分離甘蔗渣中的纖維素、半纖維素和木素，是本發(fā)明需要解決的一個關(guān)鍵問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種快速分離甘蔗渣中半纖維素、纖維素以及木素的方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
本發(fā)明的快速分離甘蔗渣中半纖維素、纖維素以及木素的方法，包括如下步驟：
(1)將甘蔗渣粉碎，過篩，烘干至絕干狀態(tài)；取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75-85％的對甲苯磺酸溶液水浴加熱至75-85℃，然后加入絕干的甘蔗渣粉末，在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)15-40min，然后取出反應(yīng)物料，并加入20-25℃的蒸餾水終止反應(yīng)；
(2)使用砂芯漏斗過濾步驟(1)的反應(yīng)物料，分離濾液和濾渣，洗滌濾渣至洗滌液為中性，真空干燥洗滌后的濾渣，得到甘蔗渣中的纖維素；
(3)在步驟(2)的濾液中加入蒸餾水，靜置60-150min后離心分離10-25min，去除上清液，得到的沉淀物為甘蔗渣中的木素；
(4)用蒸餾水洗滌步驟(3)的木素，具體洗滌步驟為：在木素中加入蒸餾水，離心洗滌10-25min，過濾，取濾渣；上述洗滌步驟重復(fù)2-4次后取洗滌干凈的木素，真空干燥，得到甘蔗渣中的木素。
優(yōu)選地，所述步驟(1)中將甘蔗渣粉碎后過50-60目篩。
優(yōu)選地，所述步驟(1)中絕干的甘蔗渣粉末與對甲苯磺酸溶液的固液比為1:10-30。
優(yōu)選地，所述步驟(1)中加入蒸餾水的質(zhì)量與對甲苯磺酸溶液質(zhì)量的比為1-1.5:1。
優(yōu)選地，所述步驟(2)的砂芯漏斗為G2砂芯漏斗。
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