[發明專利]一種植物纖維中木素脫除的方法

在審

• 申請號: 202010697503.4
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111979817A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 陜紹云;繆應菊;張開斌;李崇斌;魯成才
• 申請（專利權）人: 云南云景林紙股份有限公司;昆明理工大學
• 主分類號: D21C3/02
• 分類號: D21C3/02;D21C3/22;D21H11/04;D21H11/12;D21H11/14
• 代理公司: 昆明人從眾知識產權代理有限公司 53204
• 代理人: 沈艷尼

本發明公開了一種植物纖維中木素的脫除方法，將待脫除木素的植物纖維原料破碎，加入到過硫酸鹽溶液中，室溫下浸泡得到混合物料；在攪拌條件下，將混合物料加熱恒溫數小時；經固液分離，所得固體用水反復洗滌至中性，即得脫木素纖維。本發明木素脫除率最高可達96.6%；本發明較傳統的亞氯酸鈉法、氯?乙醇胺法、二氧化氯法、過醋酸法和過醋酸?硼氫化鈉法等工藝的操作簡便、工藝流程短、能耗低、環境危害低。

技術領域

本發明屬于制漿及造紙技術領域，特別涉及化學法脫除植物纖維中木素的方法。

背景技術

纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，每年全球植物纖維素的產量約為1800億噸，是替代化石資源如煤、天然氣、石油等不可再生資源的最有前景的可再生、可生物降解的天然高分子。棉花是天然的最純纖維素來源，纖維素含量接近100%，主要用于人類生活所需織物及醫療衛生。其他植物纖維的纖維素含量則相對較低，木材中纖維素占40～50%、10～30%的半纖維素和20～30%的木質素；草漿中纖維素占30～40%、15～25%的半纖維素和20～30%的木質素；竹漿中纖維素占40～50%、15～25%的半纖維素和20～30%的木質素；廢紙漿中纖維素占50～61%、10～20%木素、5～15%半纖維素；也就是說，如果要以植物纖維中的纖維素為原料，首先則需要除去纖維中的木素，木素的去除目前主要有：亞氯酸鈉法、氯-乙醇胺法、二氧化氯法、過醋酸法和過醋酸-硼氫化鈉法等方法，但這些方法存在工藝流程長、操作復雜、環境危害大等缺點。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種植物纖維中木素脫除的方法，采用過硫酸鹽脫除植物纖維中的木素，溶于水的過硫酸鹽溶液產生大量的具有強氧化能力的SO₄^-?自由基和H₂O₂，將木素的芳香環打開，使得不溶于水的木素降解為可溶于水的小分子化合物，從而脫除植物纖維中的木素。

本發明通過下列技術方案實現：一種植物纖維中木素脫除的方法，包括下列各步驟：

（1）將待脫除木素的植物纖維原料破碎；

（2）按固液比g/g計為1:20～120，將步驟（1）破碎的原料加入到濃度為5～60wt%的過硫酸鹽溶液中，室溫下浸泡2～12h，得到混合物料；

（3）在攪拌條件下，將步驟（2）的混合物料加熱至40～90℃后恒溫1～16h，以脫除纖維中木素；

（4）經固液分離，所得固體用水反復洗滌至中性，即得脫木素纖維。

所述植物纖維原料為竹片、木片、草料、木漿、草漿、麻漿、葦漿、蔗漿、竹漿、破布漿、棉漿、廢紙漿中的一種或兩種以上。

所述過硫酸鹽為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀或過硫酸氫鉀。

所述攪拌條件為機械攪拌或磁力攪拌中的一種。

所述加熱為水浴加熱、電熱板加熱、電爐加熱中的一種。

所述固液分離為抽濾、離心中的一種或兩種混用。

與現在的技術相比，本發明具有如下優點：

（1）本發明提出采用的過硫酸鹽溶于水時可產生大量的SO₄^-?自由基和H₂O₂，這些自由基和過氧化氫分子都具有極強的氧化能力，能將木素的芳香環打開，使得不溶于水的木素降解為可溶于水的小分子化合物而從植物纖維中脫除。