一種木質(zhì)素溶劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及木質(zhì)素溶劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種木質(zhì)素溶劑及其制備方法和應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 木質(zhì)素是構(gòu)成植物骨架的主要成分之一，全世界每年由植物的生態(tài)循環(huán)鏈再生的 木質(zhì)素約達500億噸，是自然界中僅次于纖維素的第二大可再生、可生物降解資源，也是自 然界中唯一環(huán)境友好的芳香族天然高分子化合物。木質(zhì)素可以用作重要的化工原料。然而， 在化學工業(yè)中木質(zhì)素遠遠沒有被充分利用，主要是因為現(xiàn)有工藝中木質(zhì)素分離提取工藝復(fù) 雜、成本高或污染嚴重。目前，木質(zhì)素一般作為木材水解工業(yè)和造紙工業(yè)的副產(chǎn)物，由于得 不到充分利用，變成了環(huán)境污染物。已報道的分離提取木質(zhì)素的方法有堿法、亞硫酸鹽法、 有機溶劑法、熱磨機械法等（Chem. Rev. 2010，110，3552)。其中有機溶劑法被認為是最 好的分離木質(zhì)素的技術(shù)。但是該法分離得到的木質(zhì)素分子量低，活性高不穩(wěn)定，而且常在高 溫高壓下操作，因此需要耐高溫高壓設(shè)備。近年來，離子液體在分離提取木質(zhì)素的研究方面 取得了重要的研究成果（J. WoodChem. Technol. 2007,27: 23;GreenChem. 2009，11， 339 ;Biotechnol. Bioengineer. 2009,102，1368; J. Agric. Food Chem. 2010，58， 2915 ;Green Chem. 2011，13，3255 ;Green Chem. 2011，13，3124 ;J. Chem. Technol. Biotechnol. 2013,88，1248 ;Aust. J. Chem. 2012，65，1465)。但是離子液體的不足 之處是價格昂貴、粘度大、分離木質(zhì)素溫度高，從而導(dǎo)致機械攪拌裝置機械強度和和成本增 加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題的不足，提供一種木質(zhì)素溶劑及其制備方法 和應(yīng)用，該木質(zhì)素溶劑綠色環(huán)保、無腐蝕性，在常溫下就可以分離提取木質(zhì)素，并且溶劑易 回收循環(huán)使用，無污染物排放，因此無需使用耐腐蝕設(shè)備，不需要加熱裝置或耐高壓設(shè)備， 節(jié)約原料和能源、投資成本低，實用性強，易實現(xiàn)工業(yè)化推廣。
[0004] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是：一種木質(zhì)素溶劑，按重 量百分比包括50-90%的水和10-50%的吐溫80。
[0005] -種木質(zhì)素溶劑的制備方法，按照重量百分比取50-90%的水和10-50%的吐溫80， 將吐溫80加入水中，攪拌均勻后得到木質(zhì)素溶劑。
[0006] -種木質(zhì)素溶劑在木質(zhì)素分離提取中的應(yīng)用，將含有木質(zhì)素的原料稻草秸桿粉碎 后加入盛有木質(zhì)素溶劑的萃取池中，常溫下攪拌2~4小時后將混合漿料轉(zhuǎn)入沉淀池進行 固液分離，將液體栗入水洗萃取池中，固液分離后，固相即為分離得到的木質(zhì)素。
[0007] -種木質(zhì)素溶劑在木質(zhì)素分離提取中的應(yīng)用，具體包括以下步驟： 1) 、將含有木質(zhì)素的稻草秸桿依次經(jīng)過破碎機和球形碾磨機，得到粉碎后的物料； 2) 、將粉碎后的物料加入盛有木質(zhì)素溶劑的攪拌萃取池中，在常溫下攪拌2~4小時， 得到混合漿料； 3) 、將攪拌萃取后的混合漿料栗入沉淀池中進行固液分離，液相為木質(zhì)素溶液，固相經(jīng) 過干燥機烘干后即為纖維素粗產(chǎn)品； 4) 、將木質(zhì)素溶液栗入水洗萃取池中，攪拌10~30分鐘，攪拌后的物料栗入木質(zhì)素沉 淀池中進行固液分離，液相為溶劑水溶液，固相經(jīng)過干燥機烘干后即為木質(zhì)素； 5) 、將溶劑水溶液栗入水/萃取劑分離塔中，分離塔塔頂?shù)乃?jīng)過換熱后輸送至分離 塔，塔底的萃取劑經(jīng)換熱后輸送至混合攪拌萃取池，實現(xiàn)木質(zhì)素溶劑的循環(huán)利用。
[0008] 有益效果 本發(fā)明的木質(zhì)素溶劑為吐溫80和水的混合溶劑，其中吐溫80是一種食品添加劑，因 此，該木質(zhì)素溶劑具有綠色環(huán)保、無腐蝕性的優(yōu)良性能；而且該木質(zhì)素溶劑在常溫下就可以 從含有木質(zhì)素的稻草秸桿中分離提取木質(zhì)素，不需要加熱裝置或耐高壓設(shè)備，且提取木質(zhì) 素后該溶劑可以回收、循環(huán)使用；因此，使用該木質(zhì)素溶劑從稻草秸桿中分離提取木質(zhì)素， 可節(jié)約原料和能源、降低投資成本低，實用性強，易實現(xiàn)工業(yè)化推廣。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明木質(zhì)素分離提取工藝的流程示意圖； 圖2為本發(fā)明提取得到木質(zhì)素的紅外圖； 圖3為本發(fā)明提取得到木質(zhì)素的熱重分析曲線圖； 附圖標記：1、破碎機，2、球形碾磨機，3、攪拌萃取池，4、沉淀池，5、水洗萃取池，6、木質(zhì) 素沉淀池，7、水/萃取劑分離塔。
【具體實施方式】
[0010] 下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明： 實施例1 一種木質(zhì)素溶劑，按重量百分比包括50%的水和50%的吐溫80。按照重量百分比取50% 的水和50%的吐溫80,將吐溫80加入水中，攪拌均勻后得到木質(zhì)素溶劑。
[0011] 本發(fā)明木質(zhì)素溶劑在木質(zhì)素分離提取中的應(yīng)用，具體包括以下步驟：圖1示出了 木質(zhì)素分離提取方法的流程圖： 1) 、將含有木質(zhì)素的稻草秸桿lKg依次經(jīng)過破碎機和球形碾磨機，得到粉碎后的物料； 2) 、將粉碎后的物料加入盛有木質(zhì)素溶劑的攪拌萃取池中，在常溫下攪拌2小時，得到 混合漿料； 3) 、將攪拌萃取后的混合漿料栗入沉淀池中進行固液分離，液相為木質(zhì)素溶液，固相經(jīng) 過干燥機烘干后即為纖維素粗產(chǎn)品； 4) 、將木質(zhì)素溶液栗入水洗萃取池中，攪拌30分鐘，攪拌后的物料栗入木質(zhì)素沉淀池 中進行固液分離，液相為溶劑水溶液，固相經(jīng)過干燥機烘干得到木質(zhì)素151. 6g ; 5) 、將溶劑水溶液栗入水/萃取劑分離塔中，分離塔塔頂?shù)乃?jīng)過換熱后輸送至分離 塔，塔底的萃取劑經(jīng)換熱后輸送至混合攪拌萃取池，實現(xiàn)木質(zhì)素溶劑的循環(huán)利用。
[0012] 根據(jù)下面的公式計算木質(zhì)素的萃取率：
經(jīng)過對稻草秸桿進行木質(zhì)素含量測定，結(jié)果為該稻草秸桿中木質(zhì)素含量為16. 3%，經(jīng)計 算，實施例1中木質(zhì)素的萃取率93%。并對分離得到的木質(zhì)素進行紅外圖譜和熱性質(zhì)分析， 分析結(jié)果如圖2、3所示。
[0013] 實施例2 一種木質(zhì)素溶劑，按重量百分比包括90%的水和10%的吐溫80。按照重量百分比取90% 的水和10%的吐溫80,將吐溫80加入水中，攪拌均勻后得到木質(zhì)素溶劑。
[0014] 本發(fā)明木質(zhì)素溶劑在木質(zhì)素分離提取中的應(yīng)用，具體包括以下步驟： 1) 、將含有木質(zhì)素的稻草秸桿lKg依次經(jīng)過破碎機和球形碾磨機，得到粉碎后的物料； 2) 、將粉碎后的物料加入盛有木質(zhì)素溶劑的攪拌萃取池中，在常溫下攪拌2小時，得到 混合漿料； 3) 、將攪拌萃取后的混合漿料栗入沉淀池中進行固液分離，液相為木質(zhì)素溶液，固相經(jīng) 過干燥機烘干后即為纖維素粗產(chǎn)品； 4) 、將木質(zhì)素溶液栗入水洗萃取池中，攪拌30分鐘，攪拌后的物料栗入木質(zhì)素沉淀池 中進行固液分離，液相為溶劑水溶液，固相經(jīng)過干燥機烘干得到木質(zhì)素144. 9g ; 5) 、將溶劑水溶液栗入水/萃取劑分離塔中，分離塔塔頂?shù)乃?jīng)過換熱后輸送至分離 塔，塔底的萃取劑經(jīng)換熱后輸送至混合攪拌萃取池，實現(xiàn)木質(zhì)素溶劑的循環(huán)利用。
[0015] 根據(jù)下面的公式計算木質(zhì)素的萃取率：
經(jīng)過對稻草秸桿進行木質(zhì)素含量測定，結(jié)果為該稻草秸桿中木質(zhì) 素含量為16. 1%，經(jīng)計算，實施例2中木質(zhì)素的萃取率90%。
[0016] 實施例3 一種木質(zhì)素溶劑，按重量百分比包括60%的水和40%的吐溫80。按照重量百分比取60% 的水和40%的吐溫80,將吐溫80加入水中，攪拌均勻后得到木質(zhì)素溶劑。
[0017] 本發(fā)明木質(zhì)素溶劑在木質(zhì)素分離提取中的應(yīng)用，具體包括以下步驟： 1) 、將含有木質(zhì)素的稻草秸桿lKg依次經(jīng)過破碎機和球形碾磨機，得到粉碎后的物料； 2) 、將粉碎后的物料加入盛有木質(zhì)素溶劑的攪拌萃取池中，在常溫下攪拌2小時，得到 混合漿料； 3) 、將攪拌萃取后的混合漿料栗入沉淀池中進行固液分離，液相為木質(zhì)素溶液，固相經(jīng) 過干燥機烘干后即為纖維素粗產(chǎn)品； 4) 、將木質(zhì)素溶液栗入水洗萃取池中，攪拌30分鐘，攪拌后的物料栗入木質(zhì)素沉淀池 中進行固液分離，液相為溶劑水溶液，固相經(jīng)過干燥機烘干得到木質(zhì)素153. 2g ; 5) 、將溶劑水溶液栗入水/萃取劑分離塔中，分離塔塔頂?shù)乃?jīng)過換熱后輸送至分離 塔，塔底的萃取劑經(jīng)換熱后輸送至混合攪拌萃取池，實現(xiàn)木質(zhì)素溶劑的循環(huán)利用。
[0018] 根據(jù)下面的公式計算木質(zhì)素的萃取率：
經(jīng)過對稻草秸桿進行木質(zhì)素含量測定，結(jié)果為該稻草秸桿中木質(zhì) 素含量為16. 3%，經(jīng)計算，實施例3中木質(zhì)素的萃取率94%。
【主權(quán)項】
1. 一種木質(zhì)素溶劑，其特征在于：按重量百分比包括50-90%的水和10-50%的吐溫80。2. 如權(quán)利要求1所述一種木質(zhì)素溶劑的制備方法，其特征在于：按照重量百分比取 50-90%的水和10-50%的吐溫80,將吐溫80加入水中，攪拌均勻后得到木質(zhì)素溶劑。3. 如權(quán)利要求1所述木質(zhì)素溶劑在木質(zhì)素分離提取中的應(yīng)用，其特征在于：將含有木 質(zhì)素的原料粉碎后加入盛有木質(zhì)素溶劑的萃取池中，常溫下攪拌2~4小時后將混合漿料 轉(zhuǎn)入沉淀池進行固液分離，將液體栗入水洗萃取池中，固液分離后，固相即為分離得到的木 質(zhì)素。4. 如權(quán)利要求3所述木質(zhì)素溶劑在木質(zhì)素分離提取中的應(yīng)用，其特征在于：具體包括 以下步驟： 1) 、將含有木質(zhì)素的稻草秸桿依次經(jīng)過破碎機和球形碾磨機，得到粉碎后的物料； 2) 、將粉碎后的物料加入盛有木質(zhì)素溶劑的攪拌萃取池中，在常溫下攪拌2~4小時， 得到混合漿料； 3) 、將攪拌萃取后的混合漿料栗入沉淀池中進行固液分離，液相為木質(zhì)素溶液，固相經(jīng) 過干燥機烘干后即為纖維素粗產(chǎn)品； 4) 、將木質(zhì)素溶液栗入水洗萃取池中，攪拌10~30分鐘，攪拌后的物料栗入木質(zhì)素沉 淀池中進行固液分離，液相為溶劑水溶液，固相經(jīng)過干燥機烘干后即為木質(zhì)素； 5) 、將溶劑水溶液栗入水/萃取劑分離塔中，分離塔塔頂?shù)乃?jīng)過換熱后輸送至分離 塔，分離塔塔底的萃取劑經(jīng)換熱后輸送至混合攪拌萃取池，實現(xiàn)木質(zhì)素溶劑的循環(huán)利用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種木質(zhì)素溶劑及其制備方法和應(yīng)用，該木質(zhì)素溶劑按重量百分比包括50-90%的水和10-50%的吐溫80，其中吐溫80是一種食品添加劑，因此，該木質(zhì)素溶劑具有綠色環(huán)保、無腐蝕性的優(yōu)良性能；而且該木質(zhì)素溶劑在常溫下就可以從含有木質(zhì)素的稻草秸稈中分離提取木質(zhì)素，不需要加熱裝置或耐高壓設(shè)備，且提取木質(zhì)素后該溶劑可以回收、循環(huán)使用；因此，使用該木質(zhì)素溶劑從稻草秸稈中分離提取木質(zhì)素，可節(jié)約原料和能源、降低投資成本低，實用性強，易實現(xiàn)工業(yè)化推廣。
【IPC分類】C08H7/00
【公開號】CN105037744
【申請?zhí)枴緾N201510410680
【發(fā)明人】許愛榮, 徐航, 徐銳, 劉軍娜, 時清亮
【申請人】河南科技大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月14日