本发明专利技术公开了一种以植物废弃物为原料联产木糖、微晶纤维素和木质素磺酸钠的工艺，其制备过程包括：S1.原料的前处理；S2.木糖产品的制备；S3.木质素磺酸钠产品的制备；S4.微晶纤维素产品的制备。本发明专利技术利用植物废弃物，降低生产成本，经一整套工艺路线同时得到木糖、微晶纤维素和木质素磺酸钠三种高附加值产品，提高了植物废弃物的利用价值，生产工艺可操作性强，技术新颖，节能减排，清洁环保。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种以植物废弃物为原料联产木糖、微晶纤维素和木质素磺酸钠的工艺，其制备过程包括：S1.原料的前处理；S2.木糖产品的制备；S3.木质素磺酸钠产品的制备；S4.微晶纤维素产品的制备。本专利技术利用植物废弃物，降低生产成本，经一整套工艺路线同时得到木糖、微晶纤维素和木质素磺酸钠三种高附加值产品，提高了植物废弃物的利用价值，生产工艺可操作性强，技术新颖，节能减排，清洁环保。【专利说明】一种以植物废弃物为原料联产木糖、微晶纤维素和木质素磺酸钠的工艺
本专利技术属于功能糖和轻化工产品制备
，涉及一种以植物废弃物为原料联产木糖、微晶纤维素和木质素磺酸钠的工艺。
技术介绍
我国作为农业大国，植物废弃物资源量大面广，据不完全统计，我国每年约产生40多亿吨植物废弃物。像秸杆、玉米杆、玉米芯、麦杆、甘蔗渣、毛竹渣等含有丰富纤维素、半纤维素和木质素成分的植物废弃物，是非常有利用价值的可再生资源。但目前这类植物废弃物大部分被烧掉或堆放腐烂做肥料，利用价值低，对环境造成很大危害；少许部分被用来制备人造板、地板等产品，但由于其含有的纤维较短，制备过程难度大，产品质量不达标，附加值低。因此，可以利用植物废弃物生产高附加值的产品，如木糖、微晶纤维素和木质素磺酸钠，并将其工业化生产，提高植物废弃物的综合利用效率和附加值，减少对环境的危害。 木糖是一种戊糖，外观为白色结晶或结晶性粉末，易溶于水，味甜，甜度相当于蔗糖的70%，具有不被消化吸收、没有能量值的特点，能最大限度地满足爱吃甜品又担心发胖者的需求；可活化人体肠道内的双岐杆菌促其生长，具有改善人体微生物环境，提高机体免疫力的特点；能降低血清胆固醇、预防肠癌；能提高人体对钙的吸收率和保留率，防止便秘。微晶纤维素产品是一种纯化的、部分解聚的纤维素，白色、无臭、无味，广泛应用于制药、化妆品、食品等行业，不同的微粒大小和含水量有不同的特征和应用范围。木质素磺酸钠是一种天然高分子聚合物，化学性质稳定，长期密封储存不分解，可溶于各种不同PH值的水溶液，但不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，具有很强的分散性，是一种多功能高分子电解质，主要应用于树脂、橡胶、染料、农药、陶瓷、水泥、沥青、饲料、水处理、水煤浆、混凝土、耐火材料、油田钻井、复合肥料、冶炼、铸造、粘合剂等行业和领域。由此可见，木糖、微晶纤维素和木质素磺酸钠产品，都是对保障人体健康，促进石油、化工、食品、医药等产业可持续健康发展的重要基础原料，用途广泛，具有非常好的市场前景。 制备木糖的传统工艺是:以硫酸为催化剂，经高温高压水解使半纤维素转化为木糖液。此工艺生成的木糖液颜色较深，没有透光率，脱色剂消耗大；排出的废水中含有大量硫酸根离子，抑制对废水处理的厌氧菌活性，使废水难以处理，造成环境污染。在公开的关于植物废弃物中半纤维素水解工艺的研宄中，将半纤维素原料粉碎后，利用酶水解制备木糖，但由于植物体木质纤维晶体结构致密，微生物不能直接降解木聚糖原料或降解速度较慢，不适于工业生产；或采用酸或碱水解半纤维素原料，然后经中和、离子交换等步骤，脱除酸碱后，再进一步酶解制备木糖，其后续精制提纯时木糖损失量较大，生产过程中排放大量酸碱废液，处理困难，不适于工业化生产。微晶纤维素的传统生产过程中多以木浆为原料，由于我国森林资源不如欧洲丰富，过去一直没有生产木浆型微晶纤维素。目前，我国以棉花为原料生产微晶纤维素产品，但仍然存在资源少的问题，成本偏高。目前公开的木质素磺酸钠产品生产工艺:以造纸厂的纸浆废液为原料，往废液中加入浓硫酸50%左右，搅拌4?6小时，然后用石灰乳，经沉降、过滤、打浆、酸溶，加碳酸钠转化，浓缩、干燥而得；制备中，工艺复杂，原料利用率低，能耗高，不符合国家产业政策和清洁生产的要求。 植物废弃物资源量大，利用价值低，污染环境；现有工艺中生产木糖产生大量废酸，生产微晶纤维素原料资源少，成本高，生产木质素磺酸钠工艺复杂，原料利用率低，能耗高。本专利技术以植物废弃物为原料联产木糖、微晶纤维素和木质素磺酸钠，增加植物废弃物的利用价值，降低生产成本，减少对环境的污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种以植物废弃物为原料联产木糖、微晶纤维素和木质素磺酸钠的工艺，利用植物废弃物，降低生产成本，经一整套工艺路线同时得到木糖、微晶纤维素和木质素磺酸钠三种高附加值产品，提高了植物废弃物的利用价值，生产工艺可操作性强，技术新颖，节能减排，清洁环保；解决了传统的生产木糖的硫酸水解工艺中水解效率低、污水处理困难的难题，解决了以木浆、棉花为原料生产微晶纤维素的工艺中资源少、成本高的难题，解决了以造纸厂的纸浆废液为原料生产木质素磺酸钠的工艺中原料利用率低、能耗高、污染环境的难题。 本专利技术通过以下技术方案实现:一种以植物废弃物为原料联产木糖、微晶纤维素和木质素磺酸钠的工艺，它包括以下步骤:51.原料的前处理:将植物废弃物原料用稀酸浸泡2?10小时，随后进行汽爆水解处理，分离得到木糖水解液和木糖渣；将木糖渣进行磺化处理，分离得到木质素磺酸钠液和固态纤维素；52.木糖产品的制备:将步骤SI中得到的木糖水解液进行脱色，有机聚氨酯卷式超滤膜除杂，电渗析脱盐脱酸，连续膜浓缩，离子交换树脂串联脱盐，蒸汽蒸发浓缩，结晶离心干燥得到木糖产品；53.木质素磺酸钠产品的制备:将步骤SI中的木质素磺酸钠液进行有机聚氨酯卷式超滤膜除杂，连续膜浓缩，喷雾干燥得到木质素磺酸钠产品；54.微晶纤维素产品的制备:向步骤SI中得到的固态纤维素加入降聚漂白剂，混合均匀，反应40?60分钟，过滤，得到纤维素；将纤维素脱水干燥后，粉碎筛分得到低聚合度的微晶纤维素产品。 所述的植物废弃物原料为含有纤维素、半纤维素、木质素成分的所有植物废弃物；进一步地，所述的植物废弃物为玉米芯、甘蔗渣、毛竹渣、玉米秸杆、小麦杆、稻草、芦苇或桦树皮；更进一步地，所述的植物废弃物为玉米芯、甘蔗渣或毛竹渣。 所述的稀酸为稀草酸、稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸或稀磷酸，稀酸的质量百分比浓度为0.5%?1.5%，原料与稀酸的质量比为1:5?15，浸泡的温度为30?90°C，浸泡的时间为2?10小时；进一步地，所述的稀酸为稀草酸，稀草酸质量百分比浓度为1%，原料与稀酸的质量比为1:8，浸泡温度为50°C，浸泡时间为5小时。 所述的汽爆水解为:将经稀酸浸泡后的植物废弃物加入单螺杆挤出机中，通入高温高压蒸汽，使植物废弃物中半纤维素成分水解成木糖液，木质素软化；当汽爆压力和保压时间达到后，减压，木糖水解液连同木糖渣一起从反应釜底部排出，得到液渣混合物。 所述的汽爆水解条件为:汽爆压力为0.1?1.5MPa，保压时间为I?15min ;进一步地，所述的汽爆水解条件为:汽爆压力为0.7MPa，保压时间为8min。 步骤SI中所述的分离均为离心机分离或板框过滤。 所述的磺化处理为向木糖渣中加入质量为木糖渣的10%?20%的磺化试剂，在温度为140?180°C下反应2?5小时；进一步地，所述的磺化处理为向木糖渣中加入质量为木糖渣的15.5%的磺化试剂，在温度为160°C下反应3.2小时。 所述的磺化处理中磺化试剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或氯磺酸钠；进一步地，所述的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以植物废弃物为原料联产木糖、微晶纤维素和木质素磺酸钠的工艺，其特征在于，它包括以下步骤：S1. 原料的前处理：将植物废弃物原料用稀酸浸泡2～10小时，随后进行汽爆水解处理，分离得到木糖水解液和木糖渣；将木糖渣进行磺化处理，分离得到木质素磺酸钠液和固态纤维素；S2. 木糖产品的制备：将步骤S1中得到的木糖水解液进行脱色，有机聚氨酯卷式超滤膜除杂，电渗析脱盐脱酸，连续膜浓缩，离子交换树脂串联脱盐，蒸汽蒸发浓缩，结晶离心干燥得到木糖产品；S3. 木质素磺酸钠产品的制备：将步骤S1中的木质素磺酸钠液进行有机聚氨酯卷式超滤膜除杂，连续膜浓缩，喷雾干燥得到木质素磺酸钠产品；S4. 微晶纤维素产品的制备：向步骤S1中得到的固态纤维素加入降聚漂白剂，混合均匀，反应40～60分钟，过滤，得到纤维素；将纤维素脱水干燥后，粉碎筛分得到低聚合度的微晶纤维素产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邱全国，
申请(专利权)人：成都连接流体分离科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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