[發明專利]一種酸化強化四氫糠醇預處理提取核桃殼中木質素的方法

在審

• 申請號: 201910385024.6
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110240709A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 徐建;趙勇;徐霞;王超;汪偉;張楷
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 周發軍

本發明提供一種酸化強化四氫糠醇預處理提取核桃殼中木質素的方法，涉及生物質預處理和農業廢棄物綜合利用技術領域，包括以下步驟：將核桃殼粉碎、過篩、水洗、烘干后得到核桃殼粉末；向核桃殼粉末中加入經酸化的四氫糠醇，進行預處理；對混合物進行抽濾，經無紡布抽濾后得濾液，濾液經加水沉降、離心、干燥得后木質素。本發明利用添加酸的方法強化四氫糠醇預處理核桃殼的強度，使核桃殼中的木質素和半纖維素的脫除效果更加明顯，同時酸的作用也會使得脫落下來的半纖維素發生降解，從而提升木質素純度，獲得高純度的木質素。

技術領域

本發明涉及生物質預處理和農業廢棄物綜合利用技術領域，具體涉及一種酸化強化四氫糠醇預處理提取核桃殼中木質素的方法。

背景技術

生物質能作為新興的可再生能源，用它來替代石化資源，是解決今后人類環境、資源和能源問題的必然手段。生物煉制，以生物能源的生產為例，其基本流程為：生物質收集、預處理、組分分離、發酵或化學轉化、產品回收和副產品綜合利用。其中，生物質預處理占據著重要的地位，而尋找一種高效便捷的預處理方法，需要我們不斷地進行研究和試驗。

我國是一個核桃種植大國，核桃分布廣泛，對于核桃殼的利用主要是用作濾料和拋光材料，對其更高價值的利用還比較少。核桃殼作為一種木質纖維素，主要是由纖維素、半纖維和木質素組成，雖然木質纖維生物質一直被認為是糖化發酵生產制備生物燃料和其他化學品的可持續資源，但是在沒有經過處理之前的纖維素的轉化率非常低，主要原因就是其結構的復雜性。木質素纖維素結構異常復雜，其中最為典型的就是纖維素和半纖維素之間的氫鍵聯接，木質素與半纖維素之間通過醚鍵、縮醛鍵、酯鍵、碳-碳鍵等化學鍵的連接從而形成的木素-碳水化合物復合體(LCC)，這種結構的普遍存在使得我們再分離和利用木質纖維素時常常遇到阻礙。

之前的研究中發現四氫糠醇對木質纖維素的預處理有較好的作用，但是仍未達到理想狀態，本發明公開了一種酸化強化四氫糠醇預處理提取核桃殼中木質素的方法。主要是利用廉價易得的硫酸、鹽酸、醋酸等酸化四氫糠醇，然后在一定條件下反應一段時間，從而更好的打破木質纖維素本身復雜的交聯結構，破壞木質素和半纖維之間的化學鍵，使得生物質的木質素和半纖維素更好的脫除，而且隨著酸濃度的改變，半纖維素也能發生降解，使得制備的木質素純度較高。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種酸化強化四氫糠醇預處理提取核桃殼中木質素的方法，利用添加酸的方法強化四氫糠醇預處理核桃殼的強度，使核桃殼中的木質素和半纖維素的脫除效果更加明顯，同時酸的作用也會使得脫落下來的半纖維素發生降解，從而提升木質素純度，獲得高純度的木質素。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種酸化強化四氫糠醇預處理提取核桃殼中木質素的方法，包括以下步驟：

1)將核桃殼粉碎、過篩、水洗、烘干后得到核桃殼粉末；

2)向步驟1)得到的核桃殼粉末中加入經酸化的四氫糠醇，進行預處理；

3)對經步驟2)處理后的混合物進行抽濾，經無紡布抽濾后得濾液，濾液經加水沉降、離心、干燥得后木質素。

進一步的，步驟1)中所述核桃殼粉末粒徑為10目-100目。

進一步的，步驟2)中四氫糠醇由生物質為原料制備所得。

進一步的，步驟2)中四氫糠醇中酸的添加量為40-320mM/L。

進一步的，步驟2)酸化的四氫糠醇中酸包括硫酸、鹽酸、醋酸中的一種或幾種。

進一步的，步驟2)中，核桃粉與酸化的四氫糠醇固液比為0.15-0.3：1(g/ml)，預處理時間為60-240min，預處理溫度為105-145℃。