一种利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法，包括步骤：原料筛选、原料预处理、酸水解、酶解以及磺化。本发明专利技术利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法，以植物废弃物玉米芯为原料，在酸水解提取木糖之后，得到玉米芯废渣；采用纤维素酶对玉米芯废渣进行酶解，提取出葡萄糖液之后，得到玉米芯酶解渣；利用玉米芯酶解渣中的木质素部分，制备木质素磺酸盐产品，增加植物废弃物的利用价值。增加植物废弃物的利用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法


[0001]本专利技术属于糖醇制备
，特别涉及一种利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法。

技术介绍

[0002]现有我国作为农业大国，植物废弃物资源量大面广，每年约产生40多亿吨植物废弃物。像秸秆、玉米芯、麦秆、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。对于植物废弃物中的三大组分之一的木质素部分(木质素主要由苯丙烷单元组成，在三大组分中的含量约为35％～45％)，目前基本是直接烧掉，利用价值很低，少量用来制备木质素磺酸盐产品。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小时～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。也有一些专利提到用植物固废物来制备木质素磺酸盐产品，如公开号CN104498640A的专利，以毛竹渣为原料，用质量百分比浓度为0.5％的稀盐酸浸泡，然后采用汽爆方法分离提取木糖之后，将得到的木糖渣进行磺化，使其中含有的木质素成分转化为可溶性的木质素磺酸钠，制备的木质素磺酸钠产品的磺化度最高为2.71mmol/g。此部分木糖渣中只是提取了木糖，主要成分为纤维素和木质素(纤维素占大部分)，对于其中木质素部分的磺化制备木质素磺酸盐产品的转化效率有一定的阻碍作用，一方面影响木质素磺酸盐产品的产率，另一方面影响木质素磺酸盐产品的质量，即磺化度不高。
[0003]另一方面，目前工业上利用农业废弃物提取木糖之后的残渣仍存在被当作燃料直接烧掉，未对其中富含的木质素成份进行有效提取利用，造成资源浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法，利用酸溶液或碱溶液或酶来处理农业废弃物，尽可能地在低成本的工艺处理下，一方面最大化的从玉米芯中提取木糖和酶解制备葡萄糖，另一方面充分高效利用其中的木质素组分，高值化制备木质素磺酸盐产品。
[0005]本专利技术是这样实现的，提供一种利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法，包括如下步骤：
[0006]步骤一、原料筛选：选用的玉米芯原料的水份含量为10％～15％；
[0007]步骤二、原料预处理：先将玉米芯采用0.2％的H2SO4，在125℃下保温15min，然后加压过滤，去除玉米芯中的杂质；
[0008]步骤三、酸水解：将步骤二所得的预处理后的玉米芯采用2％的H2SO4，在100℃～125℃下酸水解2h～2.5h之后进行过滤，固液分离，固体部分即为玉米芯废渣；
[0009]步骤四、酶解：将步骤三所得玉米芯废渣在25％干基，温度50℃，纤维素酶2％～
4％，pH控制在5.5～6.5的条件下进行酶解，酶解完成后，进行离心，固液分离，固体部分即为玉米芯酶解渣；
[0010]步骤五、磺化：将步骤四所得玉米芯酶解渣在充分水洗，将残留其中的葡萄糖洗净之后，在95℃～125℃温度，加入NaOH和Na2SO3，进行磺化，NaOH与酶解渣质量的比值控制在0.01～0.04，Na2SO3与酶解渣中的木质素质量的比值控制在0.5～2，磺化反应时间3h～6h；磺化完成之后，先进行过滤，分离出纤维素固体物质，然后对过滤液调pH至0.9～1.1，，即将木质素磺酸盐沉淀出来，最后采用离心的方法，分离后的固体即为木质素磺酸盐产品。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法，以植物废弃物玉米芯为原料，在酸水解提取木糖之后，得到玉米芯废渣；采用纤维素酶对玉米芯废渣进行酶解，提取出葡萄糖液之后，得到玉米芯酶解渣；利用玉米芯酶解渣中的木质素部分，制备木质素磺酸盐产品，增加植物废弃物的利用价值。本专利技术除了工艺简单，降低生产成本，减少对环境的污染外，还具有以下特点：
[0012]1、采用酸水解玉米芯，使其中的半纤维素部分尽可能转化为木糖(转化率在84％以上)，同时得到玉米芯废渣，其中含有纤维素58.31％、木聚糖8.32％、木质素27.90％、其他5.47％。
[0013]2、对玉米芯废渣采用纤维素酶进行酶解，使其中的纤维素部分尽可能转化为葡萄糖(转化率在80％以上)，同时得到玉米芯酶解渣，其中含有纤维素31.50％、木聚糖6.06％、木质素58.72％、其他3.72％。
[0014]3、对玉米芯酶解渣(其中含有纤维素31.50％、木聚糖6.06％、木质素58.72％、其他3.72％)，通过加入碱催化的方式，采用亚硫酸钠进行磺化，可制备得到磺化度为4.45mmol/g的木质素磺酸钠产品。
具体实施方式
[0015]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0016]本专利技术利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法的较佳实施例，包括如下步骤：
[0017]步骤一、原料筛选：选用的玉米芯原料的水份含量为10％～15％。
[0018]步骤二、原料预处理：先将玉米芯采用0.2％的H2SO4，在125℃下保温15min，然后加压过滤，去除玉米芯中的一些泥土和灰分类的非组分成分杂质。
[0019]步骤三、酸水解：将步骤二所得的预处理后的玉米芯采用2％的H2SO4，在100℃～125℃下酸水解2h～2.5h之后进行过滤，固液分离，液体部分用于精制木糖，固体部分即为玉米芯废渣。
[0020]步骤四、酶解：将步骤三所得玉米芯废渣在25％干基，温度50℃，纤维素酶2％～4％，pH控制在5.5～6.5的条件下进行酶解，酶解完成后，进行离心，固液分离，液体部分为葡萄糖液，固体部分即为玉米芯酶解渣。
[0021]步骤五、磺化：将步骤四所得玉米芯酶解渣在充分水洗，将残留其中的葡萄糖洗净之后，在95℃～125℃温度，加入NaOH和Na2SO3，进行磺化，NaOH与酶解渣质量的比值控制在
0.01～0.04，Na2SO3与酶解渣中的木质素质量的比值控制在0.5～2，磺化反应时间3h～6h。磺化完成之后，先进行过滤，分离出纤维素固体物质，然后对过滤液调pH至0.9～1.1，即将木质素磺酸盐沉淀出来，最后采用离心的方法，分离后的固体即为木质素磺酸盐产品。
[0022]具体地，在步骤一中，所述玉米芯原料的组分为纤维素含量为30％～35％、半纤维素含量为20％～30％、木质素及其他含量为35％～45％。
[0023]下面通过具体实施例进一步说明本专利技术的利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法。
[0024]实施例1：碱用量对玉米芯酶解渣磺化的影响
[0025]本实施例设计了碱用量对玉米芯酶解渣磺化的影响。在玉米芯酶解渣中含有纤维素31.50％、木聚糖6.06％、木质素58.72％、其他3.72％。碱用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、原料筛选：选用的玉米芯原料的水份含量为10％～15％；步骤二、原料预处理：先将玉米芯采用0.2％的H2SO4，在125℃下保温15min，然后加压过滤，去除玉米芯中的杂质；步骤三、酸水解：将步骤二所得的预处理后的玉米芯采用2％的H2SO4，在100℃～125℃下酸水解2h～2.5h之后进行过滤，固液分离，固体部分即为玉米芯废渣；步骤四、酶解：将步骤三所得玉米芯废渣在25％干基，温度50℃，纤维素酶2％～4％，pH控制在5.5～6.5的条件下进行酶解，酶解完成后，进行离心，固液分离，固体部分即为玉米芯酶解渣；步骤五、磺化：将步骤四所得玉米芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勉，罗家星，严良聪，胡昌辉，熊文辉，杨武龙，吴强，徐伟东，
申请(专利权)人：浙江华康药业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：